Προσδιορισμός του μικροσεισμικού επικέντρου


Από ένα τυπικό σεισμόγραμμα μπορούμε να βρούμε τη χρονική στιγμή άφιξης των P και S κυμάτων, τα οποία αν και δημιουργούνται την ίδια χρονική στιγμή στην εστία του σεισμού, επειδή ταξιδεύουν στο εσωτερικό της Γης με διαφορετική ταχύτητα, φτάνουν στο σταθμό παρατήρησης σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, πρώτα τα P κύματα και κατόπιν τα S κύματα.

Τα παραπάνω περιγράφονται από ένα διάγραμμα απόστασης - χρόνου, στο οποίο ο κατακόρυφος άξονας είναι η απόσταση (με 0 την εστία του σεισμού) και ο οριζόντιος άξονας ο χρόνος. Σε ένα απλό παράδειγμα θεωρούμε αμελητέα την καμπυλότητα της Γης και υποθέτουμε ότι σε κάποια χρονική στιγμή Ε (ο χρόνος γένεσης) συμβαίνει ο σεισμός (ξεκινάει η διάρρηξη των πετρωμάτων στην εστία), δημιουργώντας τα κύματα P και S τα οποία διαδίδονται προς όλες τις κατευθύνσεις.

Αυτό που γνωρίζουμε είναι η χρονική διαφορά άφιξης  ts-p= ts - tp των P και S κυμάτων, που μετράμε από το σεισμόγραμμα και βέβαια τις ταχύτητες up και us των P και S κυμάτων, ενώ το ζητούμενο είναι η απόσταση d μεταξύ σταθμού και επικέντρου, η οποία υπολογίζεται ως:

και γνωρίζοντας την απόσταση d (την επικεντρική απόσταση) υπολογίζουμε το χρόνο διαδρομής των P κυμάτων από το επίκεντρο στο σταθμό παρατήρησης άρα και το χρόνο γένεσης του σεισμού Ε ως:

Έτσι μπορούμε να βρούμε πόσο μακρυά από το σταθμό παρατήρησης (από το σεισμόμετρο) είναι το επίκεντρο και πριν πόση ώρα από την άφιξη των κυμάτων στο σταθμό γεννήθηκε ο σεισμός. Δεν μπορούμε να πούμε όμως τίποτα σχετικά με την κατεύθυνση από την οποία προήλθαν τα σεισμικά κύματα. Αυτό προϋποθέτει παρόμοιες μετρήσεις από άλλους δύο ή περισσότερους σταθμούς παρατήρησης.

Το επίκεντρο για κάθε ένα σταθμό παρατήρησης κείται πάνω στην περιφέρεια κύκλου με κέντρο το σταθμό παρατήρησης (A, B, C, ...) και ακτίνα την αντίστοιχη επικεντρική απόσταση (dA, dB, dC, ...). Η τομή των τριών ή περισσότερων κύκλων ορίζει το επίκεντρο του σεισμού.

Στην πραγματικότητα οι υπολογισμοί είναι πιο πολύπλοκοι. Πρέπει να ληφθούν υπόψη διάφοροι παράγοντες, όπως η καμπυλότητα της Γης, η ανομοιογένεια της Γης κλπ. Η χρήση πυκνών δικτύων σεισμομέτρων δίνουν τη δυνατότητα να ορίσουμε με μεγαλύτερη ακρίβεια τους τοπικούς γεωλογικούς παράγοντες και άρα τις ταχύτητες διάδοσης των σεισμικών κυμάτων κατά περιοχή. Επιπλέον και η χρήση δεδομένων από ισχυρούς σεισμούς που έχουν καταγραφεί σε μεγάλες αποστάσεις βοηθάει σημαντικά, γιατί τα κύματα που αναγράφονται έχουν διεισδύσει σε μεγαλύτερα βάθη στο εσωτερικό της Γης και έτσι περιγράφουν τις ιδιότητες των βαθυτέρων στρωμάτων.