Техника - молодёжи 1940-01, страница 42

ЛЕТРЯСЕНИЕ

те в виде кривой. Ежегодно 350 сейсмических станций мира отмечают до 10 тыс. землетрясений.

Наблюдая одно и то же землетрясение в различных точках земного шара, удалось установить, что упругие волны распространяются в толще земной коры со скоростью 7—8 километров в секунду.

Так возникла сейсмология — наука, изучающая землетрясения.

Сравнительно недавно появилась новая отрасль сейсмологии — прикладная разведочная сейсмометрия, которая служит для поисков и разведки залежей полезных ископаемых.

Сейсмическая разведка основана на определении -скорости и пути распространения упругих волн в верхней толще земной коры. Многочисленные наблюдения показывают, что скорости распространения упругих. волн в различных горных породах сильно отличаются друг от друга. В более плотных слоях колебания распространяются скорее, чем в рыхлых пластах. Так, например, в сухом песке упругие волны распространяются со скоростью всего лишь 200—300 метров в секунду, в глине же скорость их достигает почти 1800 метров в секунду, а в изверженных кристаллических породах она особенно велика и доходит до 6—7 километров в секунду.

Такое большое различие скоростей распространения упругих волн в горных породах как раз и позволило применить два основных способа сейсмической разведки: метод отраженных волн и метод преломленных волн. Мы остановимся на первом из них, так как второй в настоящее время при разведке полезных ископаемых является подсобным и менее распространенным.

Метод отраженных волн подобен методу определения морских глубин с помощью эхолота. Многим помнится трагическая гибель в апреле 1912 г. большого океанского парохода «Титаник», который наскочил в тумане на громадную ледяную глыбу — айсберг. После этого случая на морских судах дальнего плавания начали устанавливать особые приборы —' эхолоты; они позволяют определить расстояние от корабля до ближайшей отражающей поверхности, например до морского дна, айсберга и пр.

Принцип эхолота основан на измерении времени пробега звука в воде от корпуса корабля до какого-либо препятствия и обратно к кораблю. Мощный излучатель звука, представляющий собой большую мембрану, посылает звуковой импульс. Дойдя до дна моря, звуковая волна отражается от него так же, как обычное эхо от опушки леса, идет обратно и улавливается на корабле эхолотом, Этот прибор автоматически определяет промежуток времени, который проходит между моментом излучения звука и моментом прихода эха к кораблю.

Зная этот промежуток времени и скорость распространения звуковой волны в воде, легко рассчитать глубину моря, расстояние до ледяной горы и т. п. Пусть, например, время пробега звука составляет 0,1 секунды, а скорость распространения его в воде равна 1500 метрам в секунду. Помножив время на скорость и разделив это произведение пополам (так как звук

шел туда и обратно), получим, что pf стояние до ближайшей отражающей i верхности составляет 75 метров,

На таком же принципе основан ! разведки полезных ископаемых отраж нымн сейсмическими волнами. Только этом случае упругие волны отражаются от дна моря, а от исследуемого п,« земли, И распространяются они не в воде, t в толще горных пород, которые предя ляют собой неоднородную среду. Kps того, вследствие большой поглощатель способности неоднородных пластов зс для исследований приходится примем не звукоизлучаюшую мембрану, а несшие взрывы аммонала или динамита.

Взрывы производятся на глуби 10—20 метров. Они порождают искусств ные землетрясения небольшой силы.

Взрывчатые вещества закладываются; же так называемой зоны выветривая т. е. разрыхленных пород. Делается а для того, чтобы возможно большая -энергии взрыва передалась в глубь'з

Особые приборы определяют время ij бега упругих волн от точки взрыва различных пластов земли и обратно.

При определении глубины исследуй геологического горизонта, идущего на з чительном протяжении, приходится дел несколько взрывов. Сопоставляя наб.ад ния вдоль определенной линии исслед ния —профиля, удается вычислить era нюю скорость пробега упругих волн ще горных пород и затем — глубину яра жающего пласта.

Обычно при исследованиях в реальны, условиях встречаются не один, не два, много отражающих горизонтов, лежапщ Друг над другом.

Упругие волны отражаются в том случае если два пласта, лежащие один над др? гим. различаются по своим физически свойствам. Так, например, при перехк упругой волны из песков в известняки^ хорошо отражается от плоскости, рал ляющей оба эти слоя. При этом отрам. ная волна несет значительную энергию»

Однако от границы, разделяющей рал: родные пласты, упругая волна отражав^ не целиком — колебания земли распрос» няются также вглубь и затем, в ау очередь, частично отражаются от друга более глубоко лежащих пластов. От ка дого пласта вверх идет отраженная вон которая отмечается сейсмографом,

Таким образом, при каждом взрыве | одну сейсмограмму (запись колебаний щ вы) регистрируются отражения от цел» ряда пластов. Это очень усложняет м шифровку записей. Только тщательное s . поставление наблюдений, производимы*! • различных точках одного и того же профиля, позволяет установить, от какого? ризонта пришла отраженная волна. И

После того как вдоль * каждого . ля определены глубины залегания развел ' ваемых пластов, вычерчиваются разреГ' которые наносятся основные геологич горизонты. Сопоставляя результаты ра ки по всем профилям исследуемого уч$ ка, можно начертить топографическую я ту подземного рельефа, невидимого длят ловеческого .глаза, Так сейсмические | ны, порождаемые взрывом, подобно J прожектора, освещают земные нелргТ

Землетрясение принадлежит к числу наиболее грозных явлений природы. Нередко оно приносит колоссальные разрушения. Ученые давно уже тщательно изучают причины землетрясений и их особенности. Разработана теория, объясняющая-сущность этого явления. Почти во всех странах организованы сейсмические станции, которые круглосуточно «прослушивают» земной шар. От очага землетрясения распространяются во все стороны, подобно волнам от брошенного в воду камня, так называемые упругие колебания. Они передаются в виде дрожания земной коры от одного слоя к другому, постепенно слабея и угасая. Эти упругие колебания, или, как их называют, упругие волны, улавливаются весьма чувствительными приборами — сейсмографами и регистрируются на бумажной фотолен

48