摆锤探测大地的侧倾

发布时间：82年07月28日

编译韩大辅

在美国科罗拉多大草原地下100英尺处安装着一些2英寸长的摆锤。每个痩锤均是微倾测量仪的核心部件。微倾测量仪是用来探测大地极微弱颤动的。

也许有一天，安置在几英里断层内的微倾测量仪探测到地球表层内的移位，预先发出地震的警报。该测量仪的另一些潜在的应用，包括测量水坝周围地层内的压力；和把液压法破碎地下岩层的成果绘制成图，以便于确定抽取地下石油的孔位。

由科罗拉多州立大学提供部分资助的这项计划，首先是由国家标准局玉石研究所的物理学家Judah Levine提出来的。他发明的这 ~ 仪器能探

测到小到一亿分之一英寸的地倾。

这个仪器怎会有如此高的灵敏度呢？Levine说明：“在摆锤的末端装有一个很小的金属电极，它悬挂于两个形状相同的金属电极之间，这两个电极中一个充有负电荷，另一个充有正电。它们在悬挂于中央的摆锤的电极内感应出相应的电荷。当摆锤正好处在两个电极的中央时，摆锤电极内感应出来的正负电荷互相抵消。”

外围的这两个电极安装在这个仪器的箱体内，并把这个箱体放进钻孔中。这样可测量摆锤相对于外围电极的位置。当大地倾斜，使摆锤与外围电极之间的距离发生变化时，摆锤电极内的感应电荷将不能平衡。于是在摆锤电极中产生了净电荷，它被放大，并转换成一个数字信号送到地面上来。

微倾测量仪已经使用过一些时间，然而由Levine和他的同事、科罗拉多州立大学的地球物理学家Chris Harrison共同发明的模式，在好几个方面对测量议做了改进——例如，以数字信号来传送信息。Levine说：“早期的模式是借助于电缆上的电压来传送信息的，不幸的是，电缆实际上好似一根天线，它受到了无线电波的干扰。”该模式在另一方面的改进，就是把测量仪埋在100英尺深的地下。Levine指出：“温度的变化会引起倾斜测量仪的零件膨胀或收缩，这样就降低了它们的稳定性。相比之下，我们的设备能避免地球表面温度变化的影响。”这种新的模式还对若干码之外的仪器中的数据表现出很好的一致性。