Техника - молодёжи 1953-06, страница 17

состояния покоя и будет показывать только отклонения почвы.

Не забудьте, однако, как ничтожны отмечаемые этим прибором отклонения — десятые и сотые доли миллиметра!

Как же их измерить? Очевидно, нужно увеличить их в сотни и тысячи раз. Самый простой способ увеличения — соединить с маятником маленькое зеркальце, которое отбрасывает свет лампы — «зайчик» — на довольно далекий экран. При малейшем повороте зеркальца «зайчик» передвигается.

Маятник остается неподвижным, а почва со стоящей на ней лампой и экраном движется из стороны в сторону, и «зайчик» передвигается по экрану. Если отраженный свет падает на фотографическую пленку, то движение «зайчика» запечатлевается на ней. Светочувствительная лента движется, и светлое пятнышко чертит на нем зигзаги сейсмограммы.

Первые чувствительные приборы— сейсмографы, отмечавшие приход волн землетрясений, были построены в начале нынешнего века русским ученым Б. Б. Голицыным.

Советские ученые изобрели еще более совершенные приборы, чем построенные Голицыным. С помощью таких приборов регистрируют как горизонтальные, так и вертикальные колебания почвы.

Для регистрации вертикальных колебаний применяется такое устройство. Стержень, один конец которого с помощью шарнира вращается на вертикальной стойке, подвешен за середину на спиральной пружине. На другом конце стержня укреплен груз с пером, которое касается ленты на вращающемся барабане.

При вертикальном колебании почвы груз остается в покое, а стойки и барабан перемещаются то вверх, то вниз. Наблюдателю же кажется, что колеблется перо и чертит на движущейся ленте зигзагообразную линию.

С этими приборами советские ученые и наблюдают распространение упругих колебаний земной коры при землетрясениях.

Волны колебаний — настоящие вестники из глубин Земли. Скорость упругого колебания зависит от плотности и от сопротивления тела сдвигу его частиц. Значит, по скорости распространения колебаний можно судить о свойствах тела.

Вы, наверное, замечали, как колеблется задетая пальцем струна: частицы ее движутся то в одну, то

в другую сторону в поперечном направлении, а колебание распространяется вдоль струны.

Такие колебания могут происходить только в твердом теле — металле, камне и тому подобных телах» частицы которых сопротивляются сдвигу. В воде, масле и других жидкостях их не может быть, потому что сдвигаемая в сторону частица жидкости не сопротивляется и не возвращается в прежнее положение.

Это очень важное свойство поперечных колебаний. Если они проходят через толщу Земли, значит на этой глубине Земля — твердое тело,

«ТВЕРДЫЙ» ПРИЛИВ

N1 орские приливы и отливы известны с давних пор. Это поднятие воды в океане «бугром» прямо под Луной. По мере суточного движения Луны, перемещается и бугор прилива.

Не нужно, однако, думать, что бугор прилива «движется» вслед за видимым движением Луны. Вода только поднимается под Луной, одновременно опускаясь на том месте, где находился бугор прилива. Это «движение» вполне сходно с «расхождением» волн от упавшего в воду камня: и в этом случае частицы воды только поднимаются и опускаются, а колебания их распространяются в виде волн.

Силы, движущие частицы воды, действуют и на маятник. Под влиянием лунного притяжения маятник отклоняется от вертикального направления.

Так как относительное положение маятника и Луны вследствие суточного вращения Земли постоянно меняется, то его конец в течение суток чертит петлеобразную фигуру.

Измеряя эти отклонения маятника под действием лунного притяжения, можно вычислить, насколько и сама земная кора поддается силам, поднимающим бугор прилива в океане.

Наблюдения над маятником, сделанные с помощью горизонтального маятника в конце прошлого века русским астрономом А. Я. Орловым, открыли замечательное явление. В твердой земной коре под влиянием притяжения Луны поднимается, как и в океане, бугор прилива. Он не высок — всего 20 -25 сантиметров, и без опоздания следует за Луной.

По высоте «твердого» прилива можно рассчитать твердость Земли Земля в целом сопротивляется силам, поднимающим «твердый» прилив как тело, более твердое, чем сталь.

МАЯТНИК И ПОИСКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ -

П ритяжение тяжелых масс увеличивает силу тяжести. Поэтому маятник, находящийся на земной поверхности над скоплением тяжелых руд, колеблется быстрее, чем в других местах. О быстроте колебаний судят по числу их в течение определенного промежутка времени.

Открыв этим способом скопление руд, выбирают место для заложения разведочной скважины.

Притяжение тяжелых масс можно обнаружить с помощью и другого прибора — гравитационного вариометра. Главная часть его — крутильные весы: тонкий стержень (коромысло) с двумя маленькими свинцовыми шариками, подвешенный за середину на кварцевой нити. Один из шариков укреплен непосредственно на конце стержня, а другой висит на нити.

При приближении к месту, где под землей залегают тяжелые массы, шарик на нити притягивается к ним и стержень закручивает кварцевую нить. Это значит, что на этом месте, где стоит прибор, находится скопление тяжелых руд.

Этот прибор так чувствителен, что во время наблюдения возле него нельзя стоять, так как притяжение тела человека может исказить показания вариометра. За движением коромысла крутильных весов следят по отражению света в маленьком зеркальце, прикрепленном на конце коромысла.

С помощью маятника и гравитационного вариометра можно открывать также и легкие массы, например скопления каменной соли. Над такими скоплениями сила тяжести будет уменьшенной.

Видную роль при поисках полезных ископаемых играют и сейсмографы. Сейсмические методы основаны на том, что скорость прохождения упругих колебаний зависит от свойств горных пород.

Предположим, что в районе исследования есть соляные купола.

Разведчики производят искусственно колебания в земной коре с помощью взрыва заложенного заряда. На станциях, снабженных сейсмографами, наблюдатели регистрируют приход этих колебаний.

Можно наперед рассчитать, когда они достигнут каждой из этих станций. Но если по пути волны встретится соляной купол, волна придет скорее, чем по расчету.

Это объясняется большой упругостью каменной соли, в которой упругие колебания распространяются быстрее.

Перечисленными геофизическими способами было открыто множество соляных куполов в Урало-Эмбин-ском нефтеносном районе. Геофизические методы применялись при исследовании Курской магнитной аномалии и других месторождений на территории Советского Союза.

Советские геологи достигли огромных успехов в поисках полезных ископаемых в нашей стране и в широких масштабах применяют геофизические методы разведок.

Слева направо: горизонтальный маятник, подвешенный на двух нитках, отличающийся большой чувствительностью,— по этому типу устроены горизонтальные сейсмографы Б. Б. Голицына: горизонтальный сейсмографа устроенный по принципу опрокинутого маятника, находящегося в неустойчивом равновесии, — в положении равновесия он удерживается пружинами; вертикальный сейсмограф, главная часть которого груз, подвешенный на спиральной пружине.

1б