Σεισμογραφικά Όργανα

Εδώ παρέχονται πληροφορίες για τα διάφορα σεισμογραφικά όργανα διαχρονικά. Τα σεισμικά κύματα που ξεκινούν από την εστία και οδεύουν μέσα από τα διάφορα στρώματα της Γης φθάνουν στούς σταθμούς παρατήρησης και καταγράφονται από τα διάφορα σεισμογραφικά όργανα. Η βασική αρχή του σεισμογράφου είναι το εκκρεμές. Για να περιγραφεί πλήρως η κίνηση των υλικών σημείων της Γης απαιτούνται τρια είδη σεισμογραφικών οργάνων, αυτά που καταγράφουν την μετάθεση, αυτά που καταγράφουν την περιστροφή και αυτά που καταγράφουν την παραμόρφωση. Μεγαλύτερο ενδιαφέρον για τη Σεισμολογία παρουσιάζουν τα σεισμογραφικά όργανα που καταγράφουν την μετάθεση και τις παραγώγους της ως προς τον χρόνο, την ταχύτητα και την επιτάχυνση. Κατά σειρά ιστορικής εξέλιξης και επιστημονικής αξίας διακρίνουμε:


Σεισμοσκόπια είναι όργανα που απλώς σημειώνουν την γένεση των σεισμών ή αναγράφουν αυτούς πάνω σε ακίνητη αιθαλωμένη πλάκα δίνοντας έτσι πληροφορίες για την κατεύθυνση και την ένταση της σεισμικής κίνησης. 

Σεισμογράφοι είναι όργανα με τα οποία επιτυγχάνεται αυτόματη αλλά όχι πιστή αναγραφή της σεισμικής κίνησης. Η αναγραφή αυτή, που λέγεται σεισμογράφημα , γίνεται με γραφίδα πάνω σε αιθαλωμένη ταινία ή με φωτεινή κηλίδα πάνω σε φωτογραφική ταινία. Ο σεισμογράφος αποτελείται από το εκκρεμές, το σύστημα ενίσχυσης (ή μεγέθυνσης) και το σύστημα αναγραφής. Η μάζα του εκκρεμούς πρέπει να είναι σημαντική ώστε η δύναμη της αδράνειας να υπερνικήσει τις τριβές της γραφίδας και των αρθρώσεων των μοχλών. Ωστόσο, επειδή οι σεισμογράφοι δεν διέθεταν σύστημα απόσβεσης της κίνησης, το οποίο θα επανέφερε γρήγορα το εκκρεμές στη θέση ηρεμίας ώστε να ανταποκριθεί σε νέα δόνηση, οι καταγραφές τους ήταν αποτέλεσμα όχι μόνο της σεισμικής κίνησης αλλά και της αιώρησης του εκκρεμούς.

Για τον πλήρη καθορισμό της μετάθεσης σε ένα σταθμό πρέπει να υπάρχουν τρεις σεισμογράφοι, ένας για την κατακόρυφη συνιστώσα και δυο για τις οριζόντιες συνιστώσες της εδαφικής κίνησης.

Σεισμόμετρα είναι όργανα που γράφουν με σημαντική ακρίβεια τις σεισμικές κινήσεις. Η βασική διαφορά μεταξύ σεισμομέτρου και σεισμογράφου είναι ότι το σεισμόμετρο διαθέτει συσκευή με την οποία πετυχαίνεται απόσβεση της αιώρησης του εκκρεμούς και έτσι είναι δυνατή η πιστότερη αναγραφή της σεισμικής κίνησης. Οι αναγραφές των σεισμομέτρων λέγονται σεισμογράμματα.

Η αναγραφή των σεισμικών κυμάτων στα σεισμόμετρα γίνεται με τρεις κυρίως τρόπους. Πρώτον, με μηχανική αναγραφή (σεισμόμετρα Mainka, Wiechert). Δεύτερον, με οπτική αναγραφή (σεισμόμετρα Milne - Show, Wood - Anderson). Τρίτον, με ηλεκτρομαγνητική αναγραφή (σεισμόμετρο κινούμενου πηνίου Galitzin και το σεισμόμετρο μεταβαλλόμενης μαγνητικής αντίστασης Benioff).

Σεισμογράφος Mainka και η καταγραφή από το όργανο που υπάρχει στο Γεωδυναμικό Ινστιτούτο για το σεισμό της Λευκάδας (1973). 

Οι επιταχυνσιογράφοι αποτελούν ειδική κατηγορία σεισμομγραφικών οργάνων. Τα σεισμογραφήματα των οργάνων αυτών παρέχουν τη σεισμική επιτάχυνση σε συνάρτηση με τον χρόνο λόγω της ιδιοσυχνότητάς τους η οποία είναι σημαντικά μεγαλύτερη από τη δεσπόζουσα συχνότητα του σεισμού. Η βασική τους χρησιμότητα είναι σε εφαρμογές Τεχνικής Σεισμολογίας, γι' αυτό και εγκαθίστανται σε τεχνικές κατασκευές (κτήρια, γέφυρες, φράγματα, πυρηνικούς σταθμούς κλπ).

Ένας επιαχυνσιογράφος ιδιαίτερα διαδεδομένος στην εποχή του (1960-1980) υπήρξε ο SMA-1 (Kinemetrics Inc.).  Διαθέτει 3 επιταχυνιόμετρα εξηναγκασμένης ταλάντωσης και η καταγραφή γίνεται σε φωτογραφικό φιλμ. Κατά τη λειτουργία του βρίσκεται σε κατάσταση αναμονής και όταν δεχθεί ισχυρή δόνηση, ανάβει φωτεινή πηγή που μέσω συστήματος μικρών κατόπτρων που βρίσκονται επί των επιταχυνσιομέτρων, κατευθύνουν την αντίστοιχη φωτεινή δέσμη επί του φιλμ που προωθείται από μικρό ηλεκτροκινητήρα. 

Σε επόμενες χρονικές περιόδους οι επιταχυνσιογράφοι περνούν στη ψηφιακή καταγραφή (μαγνητοταινία, ψηφιακή μνήμη). Σήμερα οι τεχνικές τους προδιαγραφές είναι τέτοιες που επιτρέπουν την καταγραφή ευρείας συχνοτικής περιοχής, ενώ υποστηρίζουν και επιχειρησιακές δραστηριότητες (ανακοίνωση σεισμού, χάρτες αισθητότητας).

Αναλογικός επιταχυνσιογράφος SMA-1 και η καταγραφή του σεισμού της Λευκάδας (Νοέμβριος 1973) από  επιταχυνσογράφο αυτού του τύπου.

Σύγχρονος ψηφιακός επιταχυνσιογράφος CMG-5TDE (Guralp Systems Ltd) και η καταγραφή του σεισμού της Κεφαλονιάς (Ιανουάριος 2014) από επιταχυνσιογράφο αυτού του τύπου.