of seismometer is een toestel om aardbevingen op te tekenen. De moeilijkheid hierbij is, dat, om een beweging van de aardkorst te registreren, men feitelijk zou moeten kunnen beschikken over een vast punt, dat los van de aarde is.
Aangezien dit niet verwezenlijkt kan worden, maakt men van de traagheid van een slinger gebruik. Een slinger zal zelf gaan bewegen, slingeren, wanneer aan zijn ophangpunt een beweging wordt gegeven met een periode, die met zijn eigen periode (slingertijd) overeenkomt. Hoe meer de periode van een aardbeving overeenkomt met die van een slinger, des te heftiger zullen de eigen bewegingen van de slinger zijn. Het is dus zaak om aan de slinger een zodanige slingertijd te geven, dat hij niet ten naaste bij overeenkomt met die van aardbevingen. Aanvankelijk heeft men de oplossing gezocht in slingers met zeer lange periodes.Aangezien de periodes van de longitudinale en transversale trillingen gewoonlijk tussen 4 en 13 sec liggen, van de lange oppervlaktegolven tussen 12 sec en 3 min, kan een gewone verticale, hangende slinger geen goede diensten bewijzen. Is L de lengte van een slinger in m, T zijn periode in sec, dan is
T = 2𝜋√(L/g) en bij benadering T = 2√(L) en
L = (T/2)2.
Voor een periode van 10 sec zou de slingerlengte dus 25 m moeten bedragen, voor een periode van 60 sec 900 m.
Om in een klein bestek een slinger met een grote periode te verwezenlijken, heeft men de zgn. horizontale slinger toegepast. Zijn principe is in fig. 1 afgebeeld. Onder aequivalente slingerlengte van een horizontale slinger wordt de lengte van een gewone slinger verstaan, die dezelfde slingertijd bezit als de horizontale slinger.
Hiervoor geldt de formule L = l/sin i'.
Voor L = 900 m zou bij l = 30 cm de hoek i ca 3½' moeten bedragen. De hoek i kan veranderd worden en daarmede de periode van de horizontale slinger. Er zijn talrijke soorten horizontale slingers in gebruik bij seismografen, o.a. bij die van Bosch, Omori, Milne en Mainka, die in principe met fig. 1 overeenkomen. De horizontale slinger van Galitzin is bifilair opgehangen (fig. 2). Gewoonlijk worden twee gelijke horizontale slingers gebruikt, waarvan de ene de N. - Z., de andere de W.-O. componente van de bodembeweging optekent.
Bij de omgekeerde verticale slinger van Wiechert rust een zware massa in labiel evenwicht in een cardanus-ophanging. De slingertijd er van is klein en bedraagt slechts enkele seconden. Hierbij is dus getracht onder de periode der aardbevingstrillingen te blijven. Aan dit instrument worden twee loodrecht op elkaar staande horizontale componenten van de bodembeweging ontleend. De verticale componente van de bodembeweging wordt geregistreerd door verticaal-seismografen, waarbij een zware massa door een spiraalveer in evenwicht gehouden wordt (fig. 3).
Het principe van al deze seismografen is dus, dat de zware massa van de slinger zo goed mogelijk in rust blijft, terwijl de aarde er onder door beweegt. De zware massa wordt daarom stationnaire massa genoemd. Aangezien de bodembewegingen door de aardbeving gewoonlijk zeer klein zijn, moeten deze vergroot worden opgetekend. In fig. 4 is het schema van een mechanisch registrerende seismograaf voorgesteld. Daarin is slechts:
1. de stationnaire massa, gedurende een aardbeving, in rust, terwijl 2. de ophanginrichting, 3. de spil van de vergrotingshefboom en 4. de registreerrol de bodembeweging meemaken. De pen krast op beroet papier en brengt, hoe licht ook geconstrueerd, op den duur de bodembeweging op de stationnaire massa over, die daarom zwaar moet zijn. Hoe sterker de vergroting is, hoe zwaarder de massa moet zijn.
Voor de kleine Bosch-seismograaf in De Bilt was bij een 20-voudige vergroting de massa 25 kg, terwijl de grote Wiechertseismograaf te Göttingen met 2200-voudige vergroting een massa van 17.000 kg bezit. Wordt in plaats van mechanische registratie een fotografische toegepast, dan kan met zeer kleine stationnaire massa’s worden volstaan. Bij de Galitzin-seismograaf bedraagt deze slechts 7 kg.
Aan een seismograaf is verder een inrichting tot demping der eigen slingeringen aangebracht; het eerst door Wiechert in 1898. Pas sedert die tijd leveren de seismografen bruikbare optekeningen. Ten slotte moet tegelijk met de bodembeweging ook de tijd zeer nauwkeurig worden geregistreerd, hetgeen door tijdtekens om de minuut geschiedt. Dit is de reden, dat er niet veel meer seismografen zijn opgesteld, want slechts door zeer nauwkeurige optekening van de tijd zijn de seismogrammen bruikbaar voor bepalingen van epicentra, van voortplantingssnelheden der trillingen door de aarde enz. Nauwkeurige uurwerken eisen vakkundig toezicht en vergelijking van de tijd is op verafgelegen plaatsen pas mogelijk sedert de invoering van radio-tijdseinen. De theorie der seismografen is wiskundig ingewikkeld.
PROF. DR B. G. ESCHER
Lit.: H. P. Berlage, Seismometer, in Handb. der Geophysik. Bd. 4. Erdbeben. p. 299-526 (Berlin 1932); P. Byerly, Seismology (New York 1942).
