Ο Μικρός Σεισμολόγος

Οι σεισμοί γεννιούνται εξαιτίας μιας ξαφνικής απελευθέρωσης ενέργειας, που βρίσκεται αποθηκευμένη σε τμήματα του στερεού φλοιού της γης.
Η ενέργεια αυτή συσσωρεύεται για μεγάλη χρονική περίοδο, ως αποτέλεσμα των τεκτονικών τάσεων μεταξύ μεγάλων τμημάτων του φλοιού.
Οι περισσότεροι σεισμοί λαμβάνουν χώρα κατά μήκος ρηγμάτων / ρηξιγενών ζωνών που υπάρχουν στα ανώτερα 30km της επιφάνειας της γης, όταν η μία πλευρά κινείται απότομα ως προς την άλλη πλευρά του ρήγματος. Αυτή η ξαφνική κίνηση προκαλεί κρουστικά κύματα (σεισμικά κύματα) που εκπέμπονται από το σημείο προέλευσής τους που ονομάζεται εστία και ταξιδεύουν / μεταδίδονται στο εσωτερικό της γης προς όλες τις κατευθύνσεις.

Αυτά ακριβώς τα κύματα προκαλούν την κίνηση του εδάφους, την οποία οι άνθρωποι ονομάζουμε «σεισμό». Κάθε χρόνο γίνονται χιλιάδες σεισμοί που είναι αρκετά ισχυροί ώστε να γίνουν αισθητοί από τον άνθρωπο και πάνω από ένα εκατομμύριο που καταγράφονται μόνο από τα πιο ευαίσθητα εξειδικευμένα σεισμολογικά όργανα.
Τα ισχυρότερα από αυτά τα σεισμικά κύματα μπορούν να προκαλέσουν μεγάλες τοπικές ζημιές και να γίνουν αισθητά σε μεγάλες αποστάσεις. Ακόμα και τα πιο αδύναμα σεισμικά κύματα μπορούν να ταξιδέψουν μακριά και μπορούν να ανιχνευθούν από τα ευαίσθητα επιστημονικά όργανα που ονομάζονται σεισμογράφοι.

Σεισμικό κύμα είναι το κύμα ενέργειας, αποτέλεσμα σεισμών, κίνησης μάγματος, κατολισθήσεων, τεχνικών εκρήξεων κλπ., που ταξιδεύει μεταφέροντας την ενέργεια του από το ένα σημείο στο άλλο μέσα στη γη.
Αν και τυπικά οι σεισμολόγοι αναγνωρίζουν διαφόρους τύπους κυμάτων, εξετάζουμε μόνο τους δύο κύριους τύπους:
τα κύματα P (πρωτεύοντα ή κύματα πίεσης) που είναι παρόμοια με τα ηχητικά κύματα,
και τα κύματα S (δευτερεύοντα ή εγκάρσια) που είναι ένα είδος διατμητικού κύματος.
Μέσα στη γη, τα κύματα P μπορούν να ταξιδέψουν μέσω στερεών και υγρών, ενώ τα κύματα S μπορούν να ταξιδέψουν μόνο μέσω στερεών.

Η ταχύτητα ενός σεισμικού κύματος δεν είναι σταθερή αλλά ποικίλλει ανάλογα με πολλούς παράγοντες.
Η ταχύτητα εξαρτάται κατά κύριο λόγο από το βάθος και τον τύπο των πετρωμάτων.
Τα κύματα P οδεύουν με ταχύτητες μεταξύ 4 και 13 km/sec. Τα κύματα S είναι πιο αργά και οδεύουν ανάμεσα σε 3 και 7 km/sec.

Σεισμόγραμμα είναι το γράφημα που παράγεται από το όργανο που ονομάζεται σεισμογράφος. Είναι μια καταγραφή της ταχύτητας κίνησης του εδάφους στη θέση του σταθμού μέτρησης, ως συνάρτηση του χρόνου. Παράδειγμα καταγραφής σεισμικών κυμάτων (* βλέπε σημείωση) φαίνεται στο σχήμα στα δεξιά.

Μελετώντας το δείγμα σεισμογραφήματος της εικόνας, βεβαιωθείτε ότι μπορείτε να αναγνωρίσετε τα παρακάτω στοιχεία:

• Κύμα P και η χρονική στιγμή άφιξής του στο σταθμό μέτρησης.
• Κύμα S και η χρονική στιγμή άφιξής του στο σταθμό μέτρησης.
• Η χρονική διαφορά αφίξεων S-P (εκφρασμένη σε δευτερόλεπτα)
• Το μέγιστο πλάτος κύματος S (εκφρασμένο σε mm)

Σημείωση: Το σεισμογράφημα που παρουσιάζεται εδώ, είναι μια καταγραφή σεισμού μεγέθους M=5.6 βαθμούς της κλίμακας Richter, με επίκεντρο την περιοχή της Πάργας. Η καταγραφή είναι από τον πρότυπο σεισμολογικό σταθμό του Γεωδυναμικού Ινστιτούτου του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών που βρίσκεται στην Ευρυτανία, κοντά στο Καρπενήσι.
Καθώς τα κύματα P και S διασχίζουν τη γη, αντανακλώνται / διαθλώνται στα διάφορα στρώματα της γης. Αυτή η αλληλεπίδραση παράγει επιπλέον δευτερεύοντα σεισμικά κύματα (φάσεις), τα οποία καταγράφονται επίσης από τους σεισμογράφους. Ολοκληρώνοντας επιτυχώς τις ασκήσεις στην παρούσα ιστοσελίδα, θα έχετε την δυνατότητα να δείτε σεισμογραφήματα από την ιστοσελίδα του Γεωδυναμικού Ινστιτούτου και να ανακτήσετε και επεξεργαστείτε ψηφιακά σεισμογράμματα χρησιμοποιώντας ανοικτά λογισμικά που θα σας δοθούν.