RAPORT Z WYJAZDU (18/06/2012)
Dolnośląskie Obserwatorium Geofizyczne PAN w Książu k. Wałbrzycha (KSP)
Stanowisko sejsmometrów
Współrzędne : 50.8428N; 16.2931E
Wysokośd : 353 m n.p.m.
ProwadzÄ…cy : dr Marek Kaczorowski
Organizator : dr Stanisław Ciechanowicz
Autor : Bartosz Będzieszak
WST
P
Geofizyka  dyscyplina w dziedzinie nauk o Ziemi, w której bada się Ziemię jako planetę metodami
naukowymi używanymi w fizyce.
Przedmiotem badao w geofizyce są procesy fizyczne zachodzące obecnie oraz w przeszłości w
geosferach: litosferze, atmosferze i hydrosferze. Celem badao geofizycznych jest wyjaśnienie zjawisk
obserwowanych w Ziemi na gruncie pojęd i terminów fizyki wykorzystując prawa i teorie fizyki.
Geofizyka jest nauką teoretyczną, której ważnym elementem są także obserwacje i eksperymenty
terenowe. Do nauk o Ziemi należą także: geologia, geografia, geodezja, oceanografia i meteorologia.
Geofizyka składa się z 5 podstawowych dziedzin: fizyki ziemi, nauk o atmosferze i oceanie, hydrologii,
fizyki przestrzeni kosmicznej, badao polarnych.
Nauki o ziemi zajmują się badaniem pól fizycznych oraz fizycznych właściwości Ziemi (jako
planety) oraz poznawaniem jej budowy. Może byd uważana tak jak inne nauki o Ziemi za częśd nauk
planetarnych. Podstawowe metody nauk o Ziemi to: geoelektryka, geofizyka otworowa,
geomagnetyzm, grawimetria, magnetometria, radiometria geofizyczna, sejsmika, sejsmika górnicza,
sejsmologia, sejsmologia górnicza, hydrologia.
Mapa 1 - Pierwsza cyfrowa geologiczna mapa Europy.
1
RÓŻNE RODZAJE BADAC
GEOFIZYCZNYCH
2
OBSERWATORIM
Siedziba Obserwatorium Geofizycznego IGF PAN
znajduje się na terenie kompleksu zamkowego Książ
k. Wałbrzycha. Obserwatorium założono w 1970 roku i jego
głównym zadaniem jest prowadzenie bieżącej rejestracji
trzęsieo ziemi. W pierwszych latach działalności prowadzone
były również obserwacje grawimetryczne oraz badania pływów
skorupy ziemskiej, badania te aktualnie wykonywane sÄ… przez
Centrum Badao Kosmicznych.
Zdjęcie 1 - Zamek w Książu k. Wałbrzycha.
CZ
ŚD I  Wykład wprowadzający
Po dotarciu do Książa, zostaliśmy przywitani przez dr Marka Kaczorowskiego pracownika
Centrum Badao Kosmicznych PAN, specjalisty w zakresie: geodynamiki, pola grawitacyjnego Ziemi,
pływów ziemskich. Wykład dotyczył obserwatorium geofizycznego, które znajduje się na terenie
kompleksu zamkowego w Książu. Dr Kaczorowski przybliżył pracę obserwatorium oraz wyjaśnił
zasadę działania wykorzystywanych tam przyrządów pomiarowych.
CZ
ÅšD II  Zwiedzanie obserwatorium
Wszystkie oglÄ…dane przez nas urzÄ…dzenia pomiarowe
zainstalowane sÄ… w tunelach znajdujÄ…cych siÄ™ pod zamkiem. Tunele
sÄ… idealnym miejscem do prowadzenia tego rodzaju badao,
stanowiÄ… one unikalne laboratorium o
stałych warunkach temperatury i
wilgotności, co pozwala na uzyskiwanie
wysokiej dokładności pomiarów. Niestety
Zdjęcie 2 - Wejście do Instytutu
Geofizyki PAN w Książu k.
każdorazowe wejście do powoduje
Wałbrzycha.
zakłócenia w rejestracji, przebywanie w
nich jest ograniczone do niezbędnych sytuacji serwisu i konserwacji
aparatury. Na szczęście w naszym wypadku udało nam się wejśd do tuneli i
obejrzenie znajdującej się tam unikatowych urządzeo pomiarowych, które
w większości są konstrukcji dr Kaczorowskiego chociażby takie jak:
klinometr hydrostatyczny i wahadła horyzontalne do badania zmian
Zdjęcie 3 - Klinometr
odchyleo linii pionu. Na koniec zwiedzaliśmy znajdujące się obserwatorium
hydrostatyczny.
stanowisko do badao zmian pola ciężkości Ziemi.
PRZYÅ»
DY
Obserwatorium wyposażone jest w kwarcowe klinometry wahadłowe
(pochyłościomierze)  wykazuje najdrobniejsze nawet zmiany kierunku pionu.
Składa się ono z obciążonego znacznym ciężarem pręta, utrzymywanego w
położeniu poziomem przez dwa druty umieszczone blisko kooca, ale nie na
jednym pionie przymocowane i prawie pionowo napięte. Ciężar wahadła
napina druty, układ przyjmuje pozycję równowagi, w której pozostaje tak
długo, aż zmieni się kierunek pionu czyli ciężar obciążający, które wtedy
zajmuje nową pozycję równowagi. Ruchy wolnego kooca można obserwowad
optycznie lub też notowad je automatycznie na taśmie. Stanowią istotną częśd
Rysunek 1 - Klinometr
wahadłowy.
każdego sejsmografu.
3
 Klinometr hydrostatyczny charakteryzujÄ…cy siÄ™
bardzo wysoką dokładnością pomiaru (rzędu setnych części
milisekundy Å‚uku), brakiem chodu instrumentalnego oraz
absolutną metodą pomiaru (stała długośd światła lasera
helowo-neonowego). Instrument mierzy zmiany położenia
swobodnej powierzchni wody reprezentujÄ…cej chwilowÄ…
powierzchniÄ™ ekwipotencjalnÄ…. Pomiar odbywa siÄ™ z
dokładnością pojedynczych nanometrów (10-9 m). Szczególne
właściwości instrumentu pozwalają na rejestrację anomalii
zmian linii pionu wywołanych przez zjawisko swobodnych
Zdjęcie 4  element pomiarowy klinometru
hydrostatycznego.
drgao całego globu. Przykładem tego była rejestracja 6-
godzinnego drgania obszaru Polski na skutek wyjÄ…tkowo
silnego trzÄ™sienia Ziemi (9° w skali Richtera), jakie miaÅ‚o miejsce 26 grudnia 2004 r., u wybrzeży
Sumatry. Pracownicy Zakładu Geodezji Planetarnej, wykonujący obserwacje w Książu, prowadzą od
wielu lat ciągłe badania dostarczające informacji na temat procesów zachodzących na Ziemi i ich
związków z globalnymi zmianami klimatu. Badania dostarczają również wiedzy o wiekowych i
długookresowych zmianach w środowisku człowieka,
wiadomości na temat właściwości mechanicznych globu
ziemskiego, danych do wyznaczania pływów oceanicznych
oraz informacji o budowie geologicznej obszaru Polski.
Zasada działania. - swobodna powierzchnia cieczy będącej w
stanie równowagi hydrostatycznej jest powierzchnią stałej
energii  powierzchniÄ… ekwipotencjalnÄ…. (È) jest zmianÄ… linii
pionu mierzoną przez klinometr hydrostatyczny względem
skorupy ziemskiej.
Obserwatorium wyposażone jest również w
Zdjęcie 5 - Częśd robocza klinometru
grawimetr statyczny, który służy do pomiarów względnych hydrostatycznego o długości ok. 90 metrów.
przyśpieszenia siły ciężkości. Zasada działania polega,
najogólniej na pomiarze zniekształceo sprężystych
elementów systemów pomiarowych. Najprostszy model
grawimetru statycznego stanowid może pionowa sprężyna
obciążona stałą masą. Zmiana przyśpieszenia siły ciężkości
powodują zmiennośd siły przykładanej do tej sprężyny i tym
samym zmiany jej długości. Równanie równowagi statycznej
takiego modelu ma następującą postad:
( )
Zdjęcie 6 - Grawimetr, do pomiarów
przy czym k jest stałą wartością charakterystyczną dla danej
względnych przyśpieszenia siły ciężkości
sprężyny, l - długośd sprężyny obciążonej, zaś l0 -
Ziemi.
nieobciążonej.
Poprzez różniczkowanie tego równania można dojśd do związku liniowego pomiędzy małą
zmianÄ… przyspieszenia ´g i zmianÄ… dÅ‚ugoÅ›ci sprężyny ´l:
We współczesnych grawimetrach statycznych znalazł zastosowanie bardziej złożony system
pomiarowy.
4
PODSUMOWANIE
Podsumowując wycieczkę, śmiało możemy powiedzied, że wizyta w tym miejscu przyniosła
nam wiele ciekawych informacji, na temat  pracy jaką wykonuje ziemia w każdej chwili, nawet teraz
w tej chwili ziemia nieustannie drży pomimo tego, że jest to dla nas nieodczuwalne. Ale, te małe
wydajÄ…ce siÄ™ nieinteresujÄ…ce drgania przynoszÄ… naukowcom wielu istotnych informacji na temat
Ziemi. W koocu kontynenty cały czas migrują, a góry ciągle rosną. Małe drgania informują nas np. o
zbliżającym się niebezpieczeostwie, ot chociażby każde trzęsienie ziemi zaczyna się od stopniowego
narastania tych jakże z pozoru małych i niepozornych drgao, które po czasie przemieniają się i stają
mocniejsze niosąc ze sobą wielkie niebezpieczeostwo i siejąc spustoszenie. W sumie wielu z nas żyje
w przekonaniu, że ot chociażby ostatnie trzęsienia ziemi we Włoszech nie są u nas odczuwalne, nic
bardzie mylnego & każdy z grawimetrów zainstalowanych w obserwatorium w Książu odczuwa te
drgania, ciekawe nieprawdaż ?. Ale nie będę się o tym teraz tutaj rozpisywał, ponieważ to już
zakooczenie mojej pracy. Jednym zdaniem zakooczenia muszę napisad, że każdemu z nas przydałaby
siÄ™ taka bÄ…dz
co bÄ…dz
krótka wycieczka, w celu poznania zachowania naszej ziemi.
5