Sismograf

Yeryüzü hareketlerini ölçüp kayıt altına alan bir cihazdır. Sismograf genellikle zelzelenin, yer ve şiddetini, saatini, süresini kaydederse de; toprağın jeolojik yapılarını, petrol ve mâden yataklarının tespit edilmesinde, deniz dalgaları ve fırtınaların meydana getirdiği mikrosismik hareketlerin tespitini, volkanik ve nükleer patlama titreşimlerini, çevre gürültüsünü ölçen türleri de bulunur. Deprem dalgaları başladığı yerden her yöne dağılarak geçtiği yol üzerinde fizikî değişiklikler yapar. Bu dalgaları tespit eden Sismografın jeofizik ilmine sağladığı fayda; mikroskopun biyoloji ilmine, teleskopun astronomi ilmine sağladığı faydadan az değildir.

Sismografın çalışması sarkaç esâsına dayanır. Yer sarsıldığı halde sarkaç ucundaki ağırlık sâbit kalır. Ağırlık ucuna bağlı olan kalem, yere bağlı kâğıt üzerine hareket yönü doğrultusunda zelzele dalgalarının şeklini çizer. Zelzele dalgaları dikey ve yatay doğrultuda olduğu için, bütün dalgaları kaydedebilmek için biri dikey, ikisi de yatay hareketleri çizen üç sismograf bulunmaktadır.

Deprem olduğu zaman sismik kaynaktan çevreye yayılan dalgalar iki türlüdür. ilk tür dalgalar yerküresinin derinliklerine doğru hareket ederler. İkinci tür dalgalarsa yerkabuğu boyunca hareket ederler. Bu dalgalara yüzey dalgaları da denir.

Derinliğe doğru giden kütle dalgaları da birbirine dik iki düzlemde birbirinden belli bir faz farkı ile hareket eden iki dalganın birleşimidir. Yüksek süratlı sıkıştırma özellikli primer dalgalar veya P dalgalarının geçtiği yerde parçalar yayılma yönünde hareket ederler. P dalga düzlemine dik düzlemde hareket eden Sekonder dalgalar veya S dalgaları ise daha yavaş ve geçtiği yerdeki parçaları yayılma yönünün aksine hareket ettirirler.

Her zelzelede P dalgalarını S dalgaları tâkip eder. İki dalganın hız farkından sismik kaynak yerinin sismografın bulunduğu yerden mesâfesi hesaplanabilir. P ve S dalgalarının yer içlerindeki katlardan geçerken yansımalarından dolayı meydana gelen ayrıca başka dalgalar da vardır. P dalgalarının hızı sâniyede 6 km ile 10 km arasındadır. S dalgalarının hızı sâniyede 3,4 km ile 7,2 km arasında değişir. Zelzelelerde yer kabuğu boyunca meydana gelen dalgalar da çeşitlidir. En çok kendisini hissettiren türleri yatay yönde hareket eden Love dalgaları ile dikey yönde hareket eden Raylaigh dalgalarıdır. Sismografın görevi gerek kütle dalgaları gerekse yüzey dalgalarının hassas bir şekilde tespitidir.

Sismograflar genel olarak pandüllü (sarkaçlı) ve kristal gerilmeli olmak üzere iki türlüdür. Sarkaçlı sismograflarda sarkaç büyük bir ağırlık ihtivâ eder ve toprağa bir yayla tutturulmuştur (Bkz. Sarkaç). Her yönde rahatça hareket edebilen sarkacın demirden uç kısmı elektromıknatıs bobinler içindedir. Sarsıntı olduğu vakit bobin içindeki sarkaç uzantısı manyetik alanı değiştirince bobindeki akım değişir. Bu akım değişikliği yazıcı kaleme hareket verir. Sarkaç ağırlığı arttıkça ve mıknatıs bobinin hassâsiyeti arttırıldıkça titreşimlerin genliğin büyütülme ve küçük sürelerdeki tespiti mümkün olur.

Diğer bir sismograf türü de kristal elemanlı olanlardır. Bu sismografın çalışma prensibi piezoelektrik olayına dayanır. Zelzele dalgası geçerken yere bağlı iki mesnet arasında meydana getirdiği yatay veya dikey hareketler, bu iki mesnet arasında yüzer vaziyetteki kristali sıkıştırıp gevşetir. Bu kristalden üreyen elektrik akımı büyütülerek sismik dalga olarak kaydedilir.

Sismograf hareketleri büyütüldükten sonra kâğıt üzerine kaydedilir. Büyütme alanını arttırmak ve kolay kayıt yapabilmek için optik büyütmeli fotoğraf kayıtlı sismograflar yapılmıştır. Bu tür sismograflarda büyütme oranı 2000 ile 1.000.000 arasında değişir. Vasat bir sismograf için büyütme oranı 50.000 ve daha az olur. Sismik dalgaların ölçülebilen en düşük peryodları 0,2 sâniyedir.