توسعه تجهیزات‌ لرزه‌نگاری و شتاب‌نگاری‌

‌پس از این اختراع، لرزه‌شناسی به‌عنوان شاخه‌ای مستقل از علوم طبیعی شد. با توجه به این‌که سال‌ها قبل از ابداع‌ ‌دستگاه‌های لرزه‌نگاری، نظریه انتشار امواج کشسانی خصوصیات انتشار موج در محیط‌های‌ ‌مختلف و انواع فازهای لرزه‌ای را تاحدود زیادی مشخص کرده بود، با شروع سده بیستم ‌لرزه‌نگارها در لرزه‌شناسی نقشی مشابه تلسکوپ‌ها در نجوم و ستاره‌شناسی ایفا‌ ‌کردند.

تجهیزات لرزه‌نگاری در یکصد سال اخیر رشد و توسعه قابل‌توجهی داشته‌اند. ‌یکی از دلایل عمده پیشرفت فزاینده دستگاه‌های لرزه‌نگاری، وقوع زمین‌لرزه‌های مخرب‌ ‌در کشورهای مختلف جهان بوده است. توجه به افزایش کیفیت سیستم‌های ثبت در لرزه‌نگاری‌ ‌و توسعه روزافزون آنها باعث شده است علم زلزله‌شناسی به طور خاص رشد و گسترش‌ ‌چشمگیری داشته باشد‌.

‌ارتعاشات مکانیکی ثبت شده به وسیله‌ ‌لرزه‌نگار‌ها را لرزه نگاشت گویند. لرزه نگاشت‌ها به صورت آنالوگ (روی کاغذ دودی‌ ‌یا شفاف) یا رقمی (فایل عددی) ایجاد می‌شوند. شکل و فرم لرزه نگاشت‌ها به نوع‌ ‌لرزه‌نگار بستگی دارد. گستره فرکانسی و میزان بزرگنمایی دامنه ارتعاشات در لرزه‌نگارها مشخصات اصلی انواع لرزه‌نگارها را تشکیل می‌دهند.

با نگاهی گذرا به سیر‌ ‌تکاملی توسعه لرزه‌نگارها مشخص می‌شود که 3 نوع عمده لرزه‌نگار با کاربردهای زلزله‌شناسی براساس گستره فرکانسی آنها تاکنون ساخته شده است‌:

1-  دستگاه‌های کوتاه دوره: این لرزه‌نگار در گستره‌ ‌فرکانسی یک تا 10 هرتز، دامنه ارتعاشات را با حداکثر بزرگنمایی 104 تا‌ ‌105‌ ‌ثبت می‌کند.‌

2 - دستگاه‌های بلند دوره: گستره فرکانسی این لرزه‌نگارها کمتر از 1/0 هرتز است. بیشینه بزرگنمایی دامنه امواج در این لرزه‌نگارها‌ ‌حدود 5  103x‌  است.

3 - دستگاه‌های باند پهن: گستره فرکانسی دستگاه‌های لرزه‌‌نگاری باند پهن بسیار وسیع است، به طوری که قادر به ثبت ارتعاشات با محتوای فرکانسی‌ ‌0/01‌ ‌هرتز تا 50 هرتز با بزرگنمایی ثابت هستند.

گفتنی است برخی از لرزه‌نگارهای خاص که در عملیات لرزه‌نگاری اکتشاف نفت مورد استفاده قرار می‌گیرند یا برای سنجش میزان تغییر شکل سطح زمین به کار می‌‌روند از تقسیم‌بندی فوق (با توجه نوع کاربرد غیرزلزله‌شناسی آنها) حذف شده‌اند. تجربه یک قرن زلزله‌شناسان نشان داده است که امواج پیکری (حجمی) فرکانس‌هایی در گستره یک تا چند ده هرتز را برای فاصله‌های در مقیاس منطقه‌ای 600 تا 2000 کیلومتر نشان می‌دهند.

در فاصله‌های بیش از 2000 کیلومتر امواج پیکری فرکانس‌هایی در گستره یک دهم تا یک هرتز را شامل می‌شوند. امواج سطحی در پوسته زمین تشکیل شده و در گستره فرکانسی 005/0 هرتز تا 1/0 هرتز طی مسیر می‌کنند؛ بنابراین تجهیزات لرزه‌نگاری با توجه به فاصله آنها از کانون زمین‌لرزه‌ها و نوع فازهای لرزه‌ای مورد نظر به کار گرفته می‌شود. به عبارت دیگر، لرزه‌نگارها براساس نوع امواجی که قرار است مطالعه شوند باید تهیه و مورداستفاده قرار گیرند.

دکتر غلا‌م جوان دولوئی
استادیار زلزله شناسی پژوهشگاه  بین المللی زلزله‌