भूकम्पमापक यन्त्र

भूकम्पमापक यन्त्रका आन्तरिक भाग

भूकम्पमापक यन्त्र (Seismometer) भूगतिका एक घटकलाई प्रत्यक्ष वा अप्रत्यक्ष विधि भन्दा अधिक यथार्थतापूर्वक अभिलिखित कर्ता उपकरण हो। सुपरिचित प्राकृतिक भूकम्पहरु, भूमिगत परमाणु परीक्षण एवं पेट्रोलियम अन्वेषण आदिमा मनुष्यकृत विस्फोटहरु तथा तेज हवा, समुद्री तरंग, तेज मानसून एवं समुद्री क्षेत्रमा तूफान वा अवनमन आदिदेखि उत्पन्न सूक्ष्मकंपहरु (microseism)का कारण भूगति उत्पन्न हुन सक्छ। उचित रीतिदेखि अनुस्थापित (oriented), क्षैतिज भूकम्पमापक यन्त्र भूगतिका पूर्व पश्चिम वा उत्तर दक्षिणका घटकलाई अभिलिखित गर्दछ र ऊर्ध्वाधर भूकम्पमापक यन्त्र ऊर्ध्वाधर गति, अर्थात भूगतिका ऊर्ध्वाधर घटकलाई अभिलिखित गर्दछ।

इतिहास

'स्ट्रंग मोशन' भूकम्पमापक यन्त्र - यो त्वरण नाप्नेका काम आउँछ।

19ौं शताब्दीका मध्यकालका लगभग यान्त्रिक भूकम्पविज्ञानको नींव पड़ी, भूकम्पमापक यन्त्रहरुको निर्माण भयो र भूकम्प अभिलेखनका लागि वेधशालाहरुका जाल बिछ गए। यी दिनहरु रबर्ट मैलेट (Robert Mallet) द्वारा गरिएको कार्य महत्वपूर्ण थियो। 1892 ई0मा जापानमा जन मिल्न (Johan Milne)ले नट (Knott), यूईग (Ewing) र ग्रे (Gray)का सहयोगदेखि सतह भूकम्पमापक यन्त्र (compact seimometer) विकसित गरे र तभीदेखि विश्वका अनेक भागहरुदेखि यथार्थ यान्त्रिक आँकड़े एकत्र गर्नमा भूकम्पमापक यन्त्रहरुको उपयोग हुने लगा। भारतको केही प्रधान वहरुधशालाहरु (बंबई, कलकत्ता)मा मिल्न भूकम्पमापक यन्त्रहरुको उपयोग 1898 ई0मा प्रारम्भ भयो। 1905 ईमा शिमला, बंबई र कलकत्तेको वेधशालाहरुमा ओमोरी यूईग भूकम्पमापक यन्त्र आ गए थिए। यसका पछि अन्यान्य भूकम्पमापक यन्त्रहरुको उपयोग अनेक वेधशालाहरुमा प्रारम्भ भयो।

यान्त्रिक भूकम्पमापक यन्त्र

यान्त्रिक भूकम्पमापक यन्त्र (जस्तै मिल्न-श भूकम्पलेखी)मा एक क्षैतिज वा ऊर्ध्वाधर लोलक हुन्छ, जो उपलब्ध आधार शैलदेखि सन्निहित पाएमा चढ़ा रहन्छ, वा पृथ्वीमा पर्याप्त गहिराईमा स्थित रहन्छ। काँपती पृथ्वीका कारण लोलकमा उत्पन्न कंपनहरुलाई उपयुक्त युक्तिदेखि प्रवर्धित र अभिलिखित गरिन्छ। अवांछित दोलनहरु (oscillations)लाई निस्यंदित गर्नका लागि लोलक प्राय: क्रान्तिक रुपले अवमंदित (criticaly damped) हुन्छ।

जस्तो माथि स्पष्ट गरे जा चुका छ, केही भूकम्पलेखिहरुलाई भूकम्पमापक यन्त्रका रूपमा र केहीलाई त्वरणमापीका रूपमा अभिकल्पित (design) गरिन्छ। यान्त्रिक भूकम्पलेखिहरुमा मिल्न श र वुड ऐंडरसन उपकरण प्रधान छन् र भारत एवं विदेशको अनेक वेधशालाहरुमा काममा आउँछन्।

मिल्न श क्षैतिज घटक भूकम्पमापक यन्त्रको उपकरणी विवरण

लोलकको आर्वतकाल (time period) 10 देखि 12 सेकंडसम्म तथा अवमंदन अनुपात 20 :1 हुन्छ। आवर्धन प्रकाशिक सहित यान्त्रिक छ र स्थैतिक (static) आर्वधन 150 देखि 250सम्म परिवर्तनीय हो। लगभग 0.5 किलो ग्राम भारको संहति 50 सहरुमी0 लामा बल्ले (boon)देखि जोड़ दिए जान्छ। अवमंदन युक्तिका रूपमा ताँबोको एक पट्टिका लोलकदेखि जोड़ दिए जान्छ, जो चार नालचुंबकहरुका ध्रुवहरुका बीच गतिशील रहन्छ। चुंबकहरुको स्थितिको समंजन गर्न अवमंदनलाई समंजित गर्न सकिन्छ।

वुड-ऐंडरसन (क्षैतिज) भूकम्पमापक यन्त्रको उपकरण विवरण

लगभग 0.7 ग्राम भारको ताँबो एक सानो बेलन एक तने भए उर्ध्वाधर तारमा उत्केन्द्रत: चढ़ा हुन्छ। तारको मारोड़ी (torsiona) प्रतिक्रियादेखि नियन्त्रण हुन्छ। आर्वतकाल (T0) लगभग एक सेकंड हुन्छ। शक्तिशाली चुबंकका ध्रुवहरुका बीच लटकती संहतिका कारण क्रान्तिक (critical) अवमंदन हुन्छ। उपकरणको स्थैतिक आर्वधन प्राय: 1,500 देखि 2,000सम्म हो।

विद्युच्चुबंकीय भूकम्पमापक यन्त्र

विद्युच्चुबंकीय भूकम्पलेखी, वा भूकम्प मापीमा जड़त्वीय द्रव्यमान (inertial mass) चुबंकका ध्रुवहरुका मध्य गतिशाली रहन्छ। चालक तारको एक कुंडली संहतिका चारहरुतर्फ लपेट दिए जान्छ, जसदेखि त्यो विद्युज्जनित्र (electric generator)को प्रकार काम गर्न लाग्दछ। कुंडलीमा प्रेरित विद्युद्धारा जड़त्वीय द्रव्यमान र चुंबकका बीचको सापेक्ष गति, अर्थात् पृथ्वीका कंपन,मा निर्भर गर्दछ। यस रीतिदेखि उत्पन्न विद्युद्धारालाई उपयुक्त धारामापी द्वारा अभिलिखित गर्न लिइन्छ। बैनियफ उपकरण यस प्रकारका भूकम्पमापक यन्त्रको राम्रो उदाहरण हो। यो उपकरण क्षैतिज र ऊर्घ्वाधर दुइटै प्रकारको हुन्छ।

ये सबै उपकरण भूकम्प वा सूक्ष्मभूकम्पलाई अभिलिखित गर्नका लागि अभिकल्पित हुन्छन्। यिनको अतिरिक्त अनेक प्रकारका भूकम्पमापक यन्त्र छन्, जो साना, सुवाह्य एवं प्राय: विद्युच्चुबकीय सिद्धान्तका अनुसार उपयुक्त अवमंदन आदिका साथ अभिकल्पित छन् र अचेल तेल आदिका भूकंपी पूर्वेक्षणमा मनुष्यकृत विस्फोटनहरुदेखि उत्पन्न अल्पकालिक तरंगोलाई अभिलिखित गर्नमा काम आउँछन्।

भूकम्पमापक यन्त्रहरुका अभिलेखन

भूकम्पमापक यन्त्रहरुको अभिकल्पन विभिन्न प्रकारको भूकम्प तरंगहरु, प्रा (P), प्राथमिक, गौ (S), गौण तथा पृष्ठ तरंग आदिको अभिलेखन गर्नका लागि हुन्छ, जो भूकम्पका स्त्रोतदेखि यस प्रकार प्रसर्जित (emanated) हुन्छ कि कुनै पनि तिनको विभिन्न प्रावस्थाहरु (phases)का अन्तरलाई अभिलेखदेखि जान सक्छ। भूकम्पका अधिकेन्द्रको (epicentral) दूरी र फोकसको गहिराईका अध्ययनका दृष्टिकोणदेखि यो धेरै नैं महत्वपूर्ण हो। कुनै पनि प्रक्षण स्थलमा प्रा (P) र गौ (S) तरंगहरुका अभिलिखित अन्तराल (interval)देखि प्रा (P) र गौ (S) तरंगोको वेग ज्ञात गर्न लिइन्छ, जसदेखि भूकम्पका अघिकेन्द्रको दूरी सीधै सीधै ज्ञात हुन जान्छ। यसै प्रकार स्थानीय भूकम्पहरुका अभिलेखको अध्ययन पृथ्वीको पटलीय परतहरु र सुदूर हुने भूकम्पहरुदेखि सम्बद्ध पृथ्वीका अन्तराशको उपयोगी सूचनाहरु प्रदान गर्दछ। उल्लेखनीय छ कि भूकम्पमापक यन्त्रहरुका अभिलेखहरुका आधारमा जो ती दिनहरु पर्याप्त सूक्ष्मग्राही न थिए, ओल्डैम (Oldham)ले सुझाया कि पृथ्वीको क्रोड ठोस छैन, सम्भवत: तरल हो। आज जब भूकम्पविज्ञानको विकास भूकम्प इंजीनियरी र भूकम्प सर्वेक्षणका रूपमा हो चुका छ, भूकम्प र सूक्ष्मभूकम्पका अध्ययनका अतिरिक्त भूकम्पमापक यन्त्रहरुका महत्वको अत्युक्ति छैनको जा सकती ।

बाह्य कडीहरु

• The history of early seismometers
• A Java code applet demonstrating the operation of a damped-mass seismometer
• http://neic.usgs.gov/neis/seismology/keeping_track.html
• Link to live Seismic Drum at Geonet's Mangatainoka River station in New Zealand
• The Lehman amateur seismograph, from Scientific American- not designed for calibrated measurement.
• USGS evaluation of Streckheisen STS-2 Seismometer models- Streckheisen is a common make of research seismometers
• Pacific Northwest Seismograph Network-PNSN is a seimograph network in the northwest USA
• SeisMac is a free tool for recent Macintosh laptop computers that implements a real-time three-axis seismograph.
• The Incorporated Research Institutions for Seismology (IRIS) is a principal U.S. seismological instrumentation and data facility, principally supported by the National Science Foundation and the U.S. Department of Energy.
• Video of seismograph at Hawaiian Volcano Observatory - on Flickr - retrieved on 2009-06-15.