New-Tech Military Magazine | Q2 2020

מדידה קבוע מראש. המכשיר מתרגם את השינויים בשולי ההפרעה הנגרמים על ידי תזוזת הרפלקטור בשל תנודת הקרקע. הרגישות והדיוק של המדידה בשיטה זאת הינה פרופורציונאלית ביחס ישר למרחק המדידה. אי לכך מכשירי מדידה מבוססי לייזר אלו דורשים התקנות בעומק רב מאד באדמה. הדיוק של מדי מתח יכול להגיע עד לחלק אחד למיליארד. בשל רמת דיוק זאת נעשה שימוש במכשירים אלו למדידת עיוותי קרקע או תזוזות חשובות בשל תנודות הנגרמות בפעילות וולקנית. הם מסוגלים למדוד גלים סיסמיים בעלי תדירות נמוכה מאד. עם זאת, תנודות קרקע דיפרנציאליות הינן קטנות מאד בהשוואה לתזוזה של מסה תלויה ביחס לקרקע. אי לכך מדי מתח אינם מומלצים למדידת תנודות קרקע הנגרמות על ידי 3 רעידות אדמה. סיסמומטרים אינרציאליים סיסמומטרים אינרציאליים מודדים פרמטרים של תנועת קרקע בהתייחסות לייחוס אינרציאלי שהינו בדרך כלל באופן ספציפי, פרמטרים 3 מסה תלוייה. של תנועת הקרקע מתייחסים למהירות הלינארית והתזוזה של המסה התלויה. למרות שתזוזת הקרקע הינה תוצאה של הרכיב הלינארי והזוויתי שלה, ההשפעה של הרכיב הסיבובי בגל סיסמי נמצאה כזניחה. ערכי מהירות ותזוזה אלו נמדדים במתמרים ההופכים את תזוזת המסה התלויה לאותות חשמליים. התלייה המכנית שקובעת את התנועה תלויה בכח האינרציאלי הפועל על המסה התלויה. מתמרי המהירות והתזוזה והתקן התלייה המכני הינם שני הרכיבים העיקריים בסיסמומטרים אינרציאליים. הפיתוח של מכשור מדויק לשני רכיבים אלו הינו בלב עקרונות התכנון של סיסמומטרים אינרציאליים מודרניים. מדי תאוצה מאוזני כח התלייה המכנית דורשת כח השבה קטן לצורך רגישות ההתקן כך שתאוצות קטנות מאד עדיין ייצרו תזוזה משמעותית במסה התלויה. עם זאת, כאשר תאוצות גדולות בשל תנודות סיסמיות חזקות נמדדות על ידי המסה התלויה, כח החזרה קטן לא יוכל לאזן את התנועה המתפתחת. בשל כך, תלייה מכנית פסיבית הינה מדויקת ורגישה רק עבור טווח מוגבל של תאוצות קרקע. מד

ייחודי ביותר. יישומים הכוללים מדידות סיסמיות ניתנים לחלוקה בהתאם לטווחי התדירות שלהם. המכשירים מיוצרים בשל כך כולל עקומות תגובת תדר המתאימות ליישומים. תצוגה של יישומי מדידה סיסמית שונים ועקומות התדר שלהם מוצגות בגרף 13 . GeoSIG על ידי מכשירי מדידה סיסמיים, הנקראים בדרך כלל סיסמומטרים, התפתחו מהשימוש המסורתי בעט ונייר רציף לשימוש בחיישנים אלקטרוניים ואלקטרו-מכניים. התקדמות בפיתוח חיישנים אלו יצרה מכשירים בעלי טווחי תדר פעולה נרחבים ומגוון של מנגנוני מדידה ופרמטרים המתקבלים במדידת תזוזות קרקע. סיסמומטרים בעלי עיקרון מדידה של מתח מכשירי מדידה סיסמיים היסטוריים היו מוגבלים למדידת תנועת הקרקע בלבד. התפתחויות טכנולוגיות אפשרו פיתוח של מנגנוני מדידה שונים למדידת תזוזת הקרקע. סיסמומטר מתח או מד מתח מתייחס אופן כללי למכשירים המודדים ומתעדים את בדגמים 14 התזוזה בין שתי נקודות קרקע. המסורתיים נעשה שימוש במוט המותקן או קבוע בחור קידוח באדמה. המוט מצופה בדרך כלל בקוורץ וחומרים אחרים הרגישים מאד לשינויים באורך ובמתח. השינוי באורך מיוחס לתזוזות קטנות הנגרמות על ידי תנועת הקרקע. סוג אחר של יישום נקרא מד מתח נפחי, העושה שימוש בגליל המותקן בתוך חור שנקדח בקרקע והכולל צינורית ממולאת שינויים או עיוותים במבנה הגליל 15 בנוזל. גורמים לשינוי במפלס הנוזל המתורגם על ידי מתמרים הממירים אותו למתח המייצג את תזוזת הקרקע. ביישום זה אין צורך בחומרים מיוחדים המשמשים את הדגמים המסורתיים והישנים יותר והשימוש בו נפוץ יותר בשטח. פיתוחים חדשים בתחום טכנולוגיית הלייזר ייצרו את אינטרפרטר הלייזר המגדיל באופן ניכר את הדיוק של מדי מתח באופן כללי. סוג זה של מדי מתח עושה שימוש באותו עיקרון בעל הזרועות בעלות Michelson אינטרפרטר האורך השונה. כאשר נקודה אחת הינה החיישן, מקור הלייזר וזרוע קצרה והנקודה השנייה הינה רפלקטור הממוקם במרחק סקירה על סיסמומטרים מודרניים וחיישני קרקע

רעידת האדמה בנקודת המוקד שלה. ערך זה אינו תלוי במיקום המדידה. למעשה קיים רק ערך אחד חד משמעי ואמיתי המוצג כמספר המוקצה בסולם ריכטר. רעידת האדמה החזקה ביותר שתועדה התרחשה במקום בצ'ילה בשנות השישים של Valdivia בשם 9.4-9.6 המאה הקודמת והיתה בעוצמה של בסולם ריכטר. עדיין לא הוגדרו במלואן קורלציות בין מידת האינטנסיביות של רעידות אדמה לבין עוצמתן. יצירת יחס מוגדר בין שני ערכים אלו תלוי במספר רב של גורמים כגון עומק מוקד הרעש, הרכב הקרקע סביב נקודת המקור, סוג הקרקע בין הנקודה אנכית מעל מוקד הרעש לבין מכשיר המדידה ומיקום מכשיר המדידה או מרחקו ממוקד הרעש. , רעידת אדמה שמקורה 2017 לדוגמא, במאי היה ליד החוף של מדינת אורגון בארה"ב בהתאם 4 נקבעה כבעלת עוצמה בדרגה .2017 מיולי USGS למפת הרעידות של ה 5-6 במדינת מונטנה חשו ברעש בעוצמה של 12 בעוד שבאיידהו חשו באותה רעידת אדמה . הדבר מראה שלמרות 2-3 בעוצמה של שאיידהו הייתה קרובה יותר למוקד הרעש מאשר מונטנה, לא בהכרח שרעידת האדמה תורגש בה בעוצמה חזקה יותר. חישה סיסמית חישה סיסמית הינה התהליך של מדידה וניתוח של גלים סיסמיים. גלים סיסמיים אינם מתייחסים רק לתנודות הנוצרות בשל רעידת האדמה. כל כח המופעל על פני הקרקע, אפילו כח קל כמו צעידה יכול ליצור הפרעה מספקת בכדי ליצור גל סיסמי. טווח תנודת הקרקע הרלוונטי למדידת רעידות אדמה הינו גדול מאד. רעידות אדמה יכולות ליצור תנודות קרקע בגובה של דף נייר או חדר שלם. את תנודות הקרקע ניתן לאפיין על ידי הזזה, מהירות ותאוצה. תזוזת הקרקע נמדדת לפי המרחק שאליו זזה נקודה מסוימת על פני הקרקע. השינוי במיקום יכול להיות אופקי או אנכי. מהירות הקרקע מייצגת לאיזה מרחק הקרקע נעה בעוד שתאוצת הקרקע הינה באיזו קצב משתנה מהירות הקרקע יחסית לזמן. תאוצת קרקע הינו הגורם החשוב ביותר ללחץ המופעל על מבנים במהלך רעידת אדמה. היחסים בין העוצמה, תזוזת הקרקע והאינטנסיביות מוראים 13 . GeoSIG בתצוגה גרפית על ידי המכשור המשמש למדידה סיסמית הינו

New-Tech Military Magazine l 48