\

UNIVdRSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA

IZTAPALAPA.

'CIENCIAS BASICAS E INGENIERIA.

. .'

INFORME DE PROYECTO TERMINAL I Y 11.

, I "RUL IZAC ION DE DEZECTOR SISMICO PARA CEWTRAL ME2ERFDLOGICA"

"AUTOMAT IZADA"

TRIMESTRES 90-P y $lO-O

ASESORES: ING . LAURA EUGENIA ORTIZ BALBU£NA.

ING. ALEJAND,PO MARTINEZ CONZALBZ. L 47w2

/ EDGAR aL.mmo PORTILLA PLORES

/ - ALUMNO:

MAT. t 86329920

CARRERA: 6 G g N I g R I A hXtECTRONICh EN COMUNICACIONES.

t

APENDICE 9V3t*8 . Caracteristicas de las soluciones en Sistemas Oscilatorios Forzados

INDICE.

I . ~ntroduccibn.............~..................l I1 . Objetivos ............................. . . . . . .4

In. Justificación...... ......................... 4

a) Ondas sIsmicas. . . . . . . . . . . . . . . . . .......... . .7

b) Foco y Epicentro ......................... ~ 1 0

IV . mrco de aeferencias........................5

V . Modelos Físicos de ~ediciÓn...........~....l3 a) Detector de Desplazamientos

SIsmicos.......... ........................ 14 b) Ecuación del Sismdmstro

Ho~iftontal.. ........................... . . ~ 1 7 VI . Circuito Transductor.... ................... 23

VIII. Conclusiones .............................. 28 VII. Modelos Realizados..................~......2~

AVENDICE "Av* . Solución en el Dominio de La P i W e de la Ecu. Dif. Ord. de segpndo orden.

APENDICX V* . Información recopildda. APENDICE ''D" . Bibliografía .

i c

En el transcurrir del tiempo, el horsbrs sieat- pre jb ha 'preoauperdo por asemrarse un modo de vida c6modo y

sstabka, proourando en esta tarea ooupar e l minim0 de esfuer-

%o. Alproverohando lo8 recursos naturales y su propia inta l igen

c ia, a deaarrollado o iertas condiciones que permiten la obtw-

ción !de loa satisfaotores para sus necesidades. Sin embargo

dentro de l a naturalerLa existen fuerzas que no son controla--

bles iy a l manifestarse ocacionan que se modifiquen o se des-

trup- -te8 de las condiciones na tya l e s , por l o que e l h*

bre 4 des%inado esfuerzos para poder estudiar dichas fueraas

en pqincipio para luego controlarlas. Estas fuersas que se m- ni f id taa tbn forma de terremotos, huracanes, maremotos, etc.,

que riepreaentan una $ran energia en movicniento s in control,

a h no han podido ser caracterizadas en su totalidad para así

obtener beneficios de l a s mismas.

I

1 ' 5

L.,

i

I

).

E& e l caso especial de sismos y terremotos, e l hombre ha

moat*do eran in'teres ya que se presentan de forma no prede-

o i b l e y csrutilando en ocacionee ,mandes pérdidas materiales y

hwaaqas. be aquí que sea de gran importancia poder predecir-

los O

&

Et$ e l contexto de l a sisrnLalogia, e l terremoto puede defi- ni=$, corn: Sacudidao de l a sunerficie terrestre debidas a - disldoaaiones de su corteza, a explosiones volcánicas B a de - rmt/wr!icm.tos de c ier tos estratos Wr disolución acuosa de -- 1- adyacentes. Estas convulsiones del terreno se propa e i>or el in ter tor y por la superficie terrestre en forma de

I

2'

I

ondas sísmicas, cuya vibración es la causa en algunos caeos

de verdaderas catástrofes. Se& l a dietancia a l epicentro, y

l a naturaleza de l o s terrenos que recorre l a onda sísrnica, -- son más o menos intensos los efectos destructores en los dis-

t intos lugares . A f i n de poder apreciar, reg is t rar y medir l a intensidad +

de l a s ondas sfsmicas 88 idearon l o s aiJaratos denominados s i 8

móqrafos y sismbmetros. La diferencia existente entre los dos

aparatos es que e l primero obtiene una g d f i c a de l a energfa

l iberada durante e l movimiento t e l tb i co y e l segundo rea l isa

m a medición de l a misma.

Otra opción en e l campo de l a iriedición son los aceleróme-

t ros l o s cuales miden l a aceleración ocacionada por e l movi--

miento, l a cual se relaoiona con l a energía liberada para que

de esta forma se caracterize e l mismo.

ASI es que util izando cualquiera de l o s anteriores elemen-

tos de medioibn se obtiene una relación de l a energfa con r e s

pec-t;o del movimiento que ocaciona esta misma, por l o que e l 4 -

a.nt&lisis de los registros, pue4en ayudar a predecif? e l compor

tamiento de l a t i e r ra . I

Eh cualquiera de l o s aparatos antes mencionados, l a conver sión de la enerpia a una escala de medición, no es estandair - ya que existan diferentes escalas como son l as de Rossi-Forel

y l a de Mercalli-Cancani, las cuales se re f ieren básicmente

F ‘ a l o s efectos loca les producidos por e l movimiento, por l o Y-L!

que resulta un poco enpañosa ya que pueden sucederse dos movs

mientos de l a misma energía liberada, pero que ocacionen d i f e - rentes daños.

4 /

La otra escala, más aceptada que l a s anteriores es l a esca

l a de Richter, l a cua l mide la energla liberada en l o s movi- mientos sXsmicos, por l o que tiende a ser mas cuantitativa y

poco re la t iva ,

Bh general e l poder medir, predecir y controlar l o s terre-

motos t iene un a l t o grado de oomplejidad aunado a un gran ca4

mino que recorrer, ya que es necesario deearrollar l a tecnolo - g ía adecuada para ta l es propósitos ,

i

I

OR J ET IVOS . En el preaente Proyecto Terminal se pretende de-

sarro l lar l a tecnoiogia para l a real ización y caracterización

de un sensor sismico o sismómetra, e l cual constituya una -- fuente de datos para una red de Centrales Metereoidgicas Auto

matisadas (CMA), en las que se pueda tener un reg is t ro cornple

t o de los di ferentes cambios de l a corteza terrestre, además

de l o s otros parhetros recolectados por l a CMA.

Por otro lado se pretende que s e tenga a mediano plazo, - una red completa de CAM's l a s cuales tengan bajo costo y ai-

t o rendimiento para a s í poder coadyuvar en e l desarrollo y ?..*

perfeccionamiento de l o s profesionales en l a s áreas de Geolg

gía, Metereolo& y Sismoio~ía.

JUSTIFICACION Debido a l a a l t a dependencia de los siste-

mas extranjeros y a l a l t o costo de los mismos, es de f o r m

urgente e l desarrol lo de tecnología propia y l a creación de

centros de capacitaoidn y mantenimiento para e l equipo produ- -

oido en e l p i a .

Por 16 que al desarrol lar equipo metereológico y sismol6g& co se ayuda a l o s profesionales de esas áreas a tener dat 08

en forma rápida y de f á c i l manejo, con e l mfnimp de esfuerzo.

@ARGO DE RgFERENCiAC . I

NATURaLEZA DE LOS TERREMOTOS Y DE LAS ONDAS SISMICAS.

La corteza t e r res t re está formada por se is grandes placaa

de di ferentes tamaños que encajan unae con otras y se encuen-

tran flotando sobre e l mapa. En l a zona comprendida entre -- los 5 y 60 Km de l a corteza 8e encuentra estas masas rocosas

en fusión, por lo que tambiefi existen a l tas temperaturas y -- una gran cantidad de ms a a l tas presiones.

Debido a estas y a otras fuersas externas, l a cortesa te--

r res t re oonstantemente sufre modificaciones en su estructura,

pero tratando de mantener su forma contra d i c h a fuerzas, en

esta situación cuando existen rompimientos,deslizamientos o - f r icc iones, se producen f a l l a s que dan lugar a ondas mechi--

cas, es decir vibraciones transmitidas por l a t i e r r a y dis ipa

das por divergencia y absorción o amortieamiento por roza-- miento.

La manera en l a cual estas rocas fracturadas reaccionan se

explica mejor en l a "Teoría de l rebote elásticon. Se& esta -

teor ía , l o s hastiales de l a f a l l a se mantienen estrechamente

unidos y son capaces de soportar una tensión gradualmente acg

mulada, cambiando su forma hasta que alcanza su l im i t e elgsth

coa Entonces se rompen repentinamente y gran par.te de la ener

gfa l iberada se transforma en ondas shnicas . Las rocas reco-

bran su forma or ig ina l , pero en posiciones re la t ivas diferen- t es o faJ.ladas y, entonces, puede repetirse el proceso.

Este proceso se explica en e l diagrama de l a f i g . 1. El - punto O esta en l a f a l l a , y A y B, son puntos sobre los lados

opuestos. Bn e l estado1 antes de que haya tensión acumulada,

l a l inea AOB es recta. En e l estado2, después de l a tensión

pero antes del sismo, A y B se han desplazado en direcciones

opuestas y l a l í nea AOB es curva; l a situacidn es análoga a

I

l a de un muelle de acero curvado. En e l estado3, después del

terremoto, l o s puntos antes adyacentes a l O, se han desplaza-

do a 0' y O"; ha habido f a l l a , l o s segmentos AO' y O"B son rectos y l a tensión desaparece.

F d o

A 0

el

A

A

0

1

I

F P 3 u r a i

Loa sismdgrafos indican que un terremoto es e l paso de una

s e r i e de ondas. Cerca del terremoto l a s amplitudes de esas o-

das pueden ser grandes, pero a distancias son tan pequeñas +-

que requieren ampliación. Estas ondas sismicas son de t res t&

pos principales8 1) P, o primarias (rápidas) que s e transmi-

ten por cambios de volumen (dilatación) o por compresión en - l a dirección de propagaci6n; 2) S, o secundarias (lentas) que

sacuden, parten, cortan y revuelven por cambios en forma; 3)

L, o largas (Qtimas) que son senoidales u ondulaciones de l a

graveiad que corren a l o largo de l a superf icie terrestre.

( f ig. 2)

I

Ter

' !

I

J J

S i e l tiempo de recorrido de las,diversas ondas se compara

con l a s distancias superficiales a l origen, encontramos que

e l tiempo de l a s ondas L es casi directamente proporcional a

l a s distancias superficiales, de aquí Sacinferencia con que

siguen a l a superf icie. Sin embargo, hacen su recorrido a rig mos ligeramente diferentes s e e l a clase de rocas, y algo -- d s dp idas en l a s rocas bajo los mares que en las que e e t h

bajo l o s continentes. Por otra parte, los tiempos de P y S - decrecen y las velocidades aumentan, cuando l a s distancias - superf ic ia les al origen aumentan. Por l o tanto, deducimos que

estas ondas no viajan según arcos sino a l o largo de ruta8 -- dentro de l a t i e r r a y que sus velocidades aumentan (dentro de

c i e r tos l imi tes ) owndo estas rutas son m&s profundas. Los -- sismóerafos indican que l a transmisión de l a s ondas dentro de

l a t i e r ra , s e compXica mucho por refracción, ref lexión, bi---

fraccidn y dispersión.

Las ondas P se parecen a las del. sonido, pero con frecuen-

c ias mucho menos audibles. La mayor parte vibran sólo cada -- dos o t r es s e w d o s y l a s mayores, sólo una vez en veinticin-

co segundos o más. Las de menor frecuencia vibran sólo unas d iez veces por sepndo.

Las ondas L incluyen las ondas Raleigh, que vibran verti--

calmente en l a dirección de l a propagacibn, y las Love, trang

versales, que vibran horizontalmente. h t a s ondas tienen per2

odos de 2 o 3 por minuto para recorrer un cuarto de l a super*

f i c i e terrestre y periodos de 1 por 3 minutos para recorrerla

completarnent e.

Las ondas P corren a, velocidades de 5.4 a 13.8 Km/s, awnen_

tando en profundidad. Las S, 3.2 a 7.2 U/s; y l a s L, de 4 a

4 . 3 Kin/s. Debido a SIAB diferentes velocidades y a sus d i f e r q

t e s rutss, los t r e s grupos de ondas l legan a l sismógrafo en - t i empx diferentes y un simple registro de un terremoto no -- muy distante es un trbbol de señaJ.es. Así, s i hay un terremo- t o en A (fig. 2 ) , una estación en B recogerá: 1) e l tiempo de

l legada de l a primera onda P longitudinal; 2) la l legada de - -

l a onda transversal S , m& pequeña, y 3) e l tiempo de llegada de la onda L que pasa alrededor de l a t i erra . Como e l inter-+

va10 entre l a s l legaüas de P y S , auventallproporcionaimente con l a distancia, e l tiempo (S menos P) puede uaarse para oo-

nocer l a distancia de l origen. (fig. 3 )

El punto de origen de un terremoto es su Soco y e l punto sobre l a superf icie directamente sobre e l foco es su epicen-

tro. Como l a intensidad de un terremoto decrece inversamente a l cuadrado de l a distancia de l oricen, l a profundidad de l fg

co puede obtenerse por l o s registros de intensidades en si--- t i o s diferentes.

Por l o menos, e l 75$ de los terremotos, y hay sisrnblogos - que dicen que e l 95$, se originan en unos 50 kildmetros deba-

jo de l a superficie. La profundidad del foco de l a mayor par-

t e es de menos de 8 Mibmetros. Los restantes tipo8 de focos,

intermedio y profundo, se producen a profundidades de 50 a -- 700 kilómetros .

t

La existencia de terremotos de foco profundo se descubrid

por l a allegada de ondas P prematuras sobre e l lado opuesto de

l a t i e r r a y por discrepancias entre l a s llegadas de lae ondas

P y S , que hizo que las distancias'epicentral& no concorda-

sen ni en cientos de kilbmetros. La debilidad o l a f a l t a de - ondasri superf ic ia les es también una indicación de un terremo- -

t o de origen profundo. Desde un foco profundo, las ondas no - d i o siguen l a s rutas directas a través de l a t i e r ra , sino q-.

que también marchan hacia l a superficie, de l a que son re f le -

jadas a l a estación receptora. El tiempo extra, desde pocos - segundos a un minuto, requerido por e l rodeo, mide l a profun- didad del foco. Los terremotos producidos en profundidad i nd i can que l a s rocas de l a t i e r ra son ríg.iders en gran escala, -- que pueden acumuiar tensión y que pueden fracturarse a gran--

1

des profundidades. Tales terremotos quedan limitados a l o s - drgenes del depósito del p a c ~ f i c o .

La situación geográfica de epicentros distantes se determ:

na generalmente por e l método de los t res cfroulos. Primera--

mente s e calculan l a s distancias epicentrales desde l a s t res

eatacionea por el.. irrtervalo entre l as llegadas de l a s ondas

P y S a cada estacibn; entonces se traza un circulo en cada - estación, con preferencia sobre un globo, con e l radio de ca-

da una. El punto de intersección de l o s t res circulos indica

e l iupar del epicentro. ( f ip . 4 )

l

La posición de l o s terremotos distantes puede obtenerse -- también, con ta l que sean de r e&r t r o seguro, del conocimien-

t o de l a s curvas de l o s tiempos de Ilesada de l a s ondas P a

varias estaciones. Este rngtodo es mejor donde haya pares de - estaciones que indiquen tiempos casi identicos de llegada.

La dirección del origen puede también ser indicada en una estación aislada, s i e l reg is t ro es l o bastante bueno para ig dicar e l primer movimiento. Esta dirección y l a diatancia ep& - central obtenida de los tiempos de l legada (S menocj P) da, -- p o r l o menos, una situacibn aproximada de l origen.

Un sismógrafo es algún instrumento de l cual se obtiene un

reg is t ro visual de alguna característ ica del movimiento de l a t i e r r a durante e l arribo de l a s ondas sfsmicas. EL centro del

instrumento de medición es e l sismómetro o detector, e l cual

responde a alguno de l o s siguientes parámetrosr desplaxamien-

t o de l a t i e r ra , velocidad o aceleración de l a misma, éste dg

b e d producir una señal, usualmente e léctr ica, l a cual es re-

gistrada. Normalmente un sismórnetro responde a una componente

en particular del disturbio de la t i e r ra , por l o que para una

completa descripción de l a llegada, t r es instrumentos, correa

pondientes a t r e s direcciones coordenadas, son requeridas en

cada estación . Eh evidente que un requerimento general para instrumental

sismológico es e l adecuado acoplamiento a l a superf icie te--

rrestre. Esto se rea l i za usualmente montando e l sismdrnetro - sobre pilarea, l o s cuales son preí'eriblementes aislados del

e d i f i c i o del observatorio y s i es posible construidos sobre

roca. Un segundo requerimento es Za colocación de precisas

marcas de control de tiempo en e l reg istro, de hecho m u y re- 1

cientemente l a absoluta presicion de alrededor de 0.1 see

ha sido lograda en l a mayoria de Los sismdarafos en l a s esta

ciones de l mundo.

En este trabajo se tratar& dos tipos de sismógraf'os los

cuales son de desplazamiento de l a t i e r r a ver t ica l y horicon-

ta l , e l desarrol lo del comportamiento de los sismógrafos se tratará breVeMente.

i J

En l a f ig , 5 se muestra l a construcción general de un de--

t ec tor sfsmico de desplazamiento para movimientos rotatorios

o translatorios. Estos disposit ivos son usados casi exclusiva

mente para l a medición de movimientos vibrátorios en l o s cmos

donde una referencia f i j a para l a medición del desplazamiento

r e l a t i vo no está disponible, Esto es, l a vibración de un cuer -_ PO puede ser medida con alguno de l o s movimientos de los trans_ ductores que se tienen en e l detector, pero solo s i un extreq

mo de l transductor puede ser sujetado a una referencia esta-

cionaria,

E l principio básico del detector de d8SplaBarf1iWtO sf smho

', r

es simplemente medir (con al& conveniente transductor de rno vimiento re la t i vo ) e l desplazamiento re la t i vo de una masa co-

nectada por un resorte suave al cuerpo vibrante.

Para frecuencias arriba de l a frecuencia natural, este deg

plaaamiento r e l a t i vo es adem& casi e l mismo desplazamiento

absoluto ya que la masa tiende a permanecer quieta.

I Para obtener una medición cuantitativa de l comportamiento

para dichos sistemas, analiaemos l a c o n f i v a c i b n "at* de la f ig . 5. JA configuración rotational es completamente análoga.

Ita l e y de Newton puede ser aplicada a l a masa: M como -0

sigue t

donde %; y x~ son los desplazamientos absolutos, escogien-

do nosotros nuestra referencia % O , tal que

l a fuerza de gravedad esta actuando solamente eobre e l e j e

est&tico x . Manipulando l a ecuación (Ver apéndice A) obtene-

es cero cuando

Ebta función es graficada en l a f ig. 6. Se puede notar que

no existe respuesta a denplazamientos nulos estáticos de en-* tirada y que k)a podria 8er mucho menor que l a d e baja fre---

cuencia de vibración u para la medición precisa de lo8 des*

plazamientos

Para frecuencias mucho mayores que u, ; (xo/k;)[.l)*llg" , lo que indica una perfecta medición. Ya que se desea unawqpeyuc

ña, cualquier elección, ya sea una gran masa o un resorte sua

ve (o ambos) es necesaria. IQ rango de l a constante de amorte

guamiento s es de 0.6 a 0.7 para minimizar l a respuesta reso-

nante a transitor ios de baja frecuencia.

Fara una mayor referencia de las soluciones de este siste-

ma ver e l Apihdice B.

Sin importar e l t ipo de transductor empleado en un sismdmz tro, éste deberá responder a desplazamiento8 de t ierra o a -- sus derivacias en e l tiempo, y para esto se requiere que exis-

ta un punto fijo de referemi$.

A ú n cuando ningún punto de l sismómetro permanece realmente

fijo durante l a lleqada de l a s ondas sfsmicas, una gran ma3a

de lsirf-fa inercia acoplada .al marco del sismómetro, tenderá a

irjantenerse f i j a , por l o que eztudiaremoa un t ipo sfmple de -- sismómetro horizontal, e l cual consiste de un péndulo l i b r e que rota alre.iedor de un e j e e l cual esta ligeramente incli.?,

do del e j e ve r t i ca l . (Pig.' 7)

E1 plano que contiene e l péndulo, cuando este se encuentra en l a posición de eyui l ibr io , es conocido como e l plano neu--

t r a l . Tomemos a 8 como l a rotación del braso a part i r del pia

no neutral, h como l a distancia del centro del e j e a l centro

de masa de l p6ndul.o y u como e l desplazamiento del marco per-

pendicular a l plano neutral m

I

La fuerza ejercida por e l marco sobre e l p h du l o puede ser

representada por una fuerza PI , perpendicular a l plano new-

t r a l , y P, en e l plano neutral. y perpendicular a los ejes;

un2 fuerza paralela a l o s ejes no contribuye a la rotación.

To?as estas fuerzlas son ejercidas sobre e l péndulo a tra-- v6s del pivote de soporte o centro; l a ú n i c a otra fuerza ac--

!

tundo sobre la suspensión es el peso e, el cual actua a tra, v6.s del centro de masa del péndulo.

Entonces, en la notacidn estandar para la diferenciaoibn <-

en e l tiempo:

Si consideramos la rotación del marco alrededor de un e j e

a trav6s del centro de masa paralelo al eje de rotación, ten2

mot3 3

donde k es el radio de giracidn de la suspensión alrededor

del eje .

Substituyendo F, y P2 en l a ecuazoiónt

¿

donde

R = ( M2th2)/h

La ecuacibn anterior es evidentemente l a ecuaoidn ds(No-

amortiguada) de oscilaciones forzadas oon w, l a frecuencia

angular natural de l péndulo, estando determinada por l a incli,

nacibn i del e j e . La cantidad 1 h en e l caso en e l que e l punto de masa se encuentra en e l e s

tremo de l brazo, y: se conoce como l a ióngitud reducida del -- péndulo e

.

l a cual l l e g a aser igual a

En l a práctica existe un anortirJuamiento, y ya que este -- - término es proporoionai a 8 debe ser sumado a l a ecuaoibn -- or ig ina l , con l o que s e obtiene l a forma estandar de l a mismas

donde A es la constante de amortiguamiento.

._ . _ . _p_ I . . . " . . ... . ._

Un sismdmetro de componente ver t ica l consiste de una masa

en e l f i n de un brazo suspendida por un resoste inclinado, y

l i b r e de moverse en un plano vert ical . ma ecuacidn identica

es obtenida para este sistema, aquí w es dteminada por l a - fuerza constante del resorte y l a geometría.

ai l a práctica e l ángulo 0 es raramente recistrtuio pero

es i lus t ra t i vo para considerar l a solucidn de l a ecuacidn de l

sistema. Supongarnos primero que un desplaeamiento l i nea l x e8

registrado donde x es un m&ltiplo simple de 8 dado port

, I

en l a cual \Is es conocida como e l "aumento estático", Esta

re lación podría representar: por e jempio, si pequeñas rotacio-

nes de 8 fueran aumentadas por medio de un- medio bptieo.

htonces, para un movimiento harm6nicosimple de t i e r r a da,

l a forma LA = Q cos wt

obtenemos

de l a cual l a soiuoi6n est

La ecuación para x es l a familiar solución para oscilacio-

nes foraadas, mostrando un pico resonante en w=o. En auaen-

c i a de amortiguamiento, e l pico l l e - a ser "infinito", pero

incrementando x l a respuesta se iguala.

Dos importantes casos especiales se siguen de l a ecuación

de X. S i e l periodo natural del sistema es grande comparado

con e l periodo de las ondas sfsmicas p,.,ccW,g l a ecuacidn se

reduce a$

entonces e l reg is t ro x esenaiaimente u , y e l instnunen*

es un medidor de desplazamiento. S i por otra parte e l periodo

natural e 8 pequeño comp%rado con e l período de l a s ondas sísd,

micas f,,,,)~ obtenemos, .. entonces e l reg is t ro x esencialmente es l a aceleraci6n --

del piso y e l instrumento es un acelerómetro.

No importando e l t ipo de respuesta, l a razón de l a ampli---

tud trazada por e l desplazamiento entre e l desplazamiento en:;

alguna frecuencia es conocida como e l *'awnento dinámico

147672

I

CIRCUITO 20

La Fb’M inducida e eri un d i r c u í t b iriual a l a rapidea del

cambio del flujo a través del c ircuito excepto por un si,qo ng gat i v o

S i aplicamos la anterior ecuación a una bobina de N vueltaq,

en oada una de las vueltas aparece una P M y todas e l l a s deben

sumar~e, S i se ha hecho un embobinado apretado, se puede decir

que cada espira ocupa l a misma regidn de l espacio y que e l f l u

jo a traves de cada una de e l l a s será e l mismo, por l o que l a

FEM inducida en este disposi t ivo es;

I

en donde N$+ mide al llamado “ f lu jo eslabonado” en el mismo

I disposi t ivo,

Consideremos ahora un campo magnético constante y uniforme

B., que es perpendicular a una espira de ancho 1 l a cual se -- mueve con una velocidad constante v

H x

,

l3l f l u j o g 8 encerrado en

en donde l x es e l área de aquella parte de l a espira en l a

que B no es cero, por l o que l a FEM inducida es:

en donde v es la rapideg con l a cual se tira de l a espira

hacia afuera de l campo magnetice.

En e l caso en e l cual 88 t i ene un campo maqético B de di--

mensiones más grandes que l a espira, se tienen l o s si@.entes

casos $

Sea d l a longitud del campo B, a y 1 l a s dimensiones de l a .I. 8

espira. 1iQL e . . . .

k ¿

4 a) EL f l u j o es cero cuando l a espira no se enouentra en e l

campo, por i o tanto E=o.

b) El flujo es Blx cuando esta entrando en e l campo por l o que l a e =-Blv.

1

c ) El f l u j o es Bla cuando se encuentra completamente dentro

del campo por l o que e =O.

!

d) El f l u j o es Bl[a-(x-d)] cuando l a espira e s t a saliendo y

p o r l o tanto & = +Blv.

Este principio se u t i l i z ó en l a transduccidn de l movimiento

sísmico a seaal e l éc t r i ca utilizando imanes y bobinas en e l -- aparato reeistrador.

9 El c i rcui to ut i l izado para este f i n se muestra a continua-

ciónr

V3

Analizando e l c i rcui to para obtener e l vo l ta j e V que es la 8 . . .**..‘

entrada del convertidor A/D del circuito central de l a CMA.

'Ya que l a entrada al convertidor A/D es de 0-5 vol ts , e l -- término que depende del vo l ta je de referencia, debe se r de 2 .5

v o l t s , tornando a =R =R -R tenemoat 5 2 3-

V I =

Finalmente l a expresión de salida. est . ! . _

\ En e l presente trabajo se desarroild e l sistema denominado

"Detector eíamico de desplazamiento", e l cual como ya se estu-

di6 antes, t iene las siguientes ecuaciones de comportamiento¶

Ya que se quieren detectar las diferentes frecuencias de

los movimientos aísrnicos, se optó por tener una frecuencia na-

tural. de l sistema, pequefía; juntamente con una masa no muy --- ijrande t

E l periodod del sistema T=l seg I*. f =1H5, calculando l a *-I*. n oonstante k de l resorte y la amortiguación B se tiene

Ya que f =0.6 a 0.7

Al tener estas constantes que caracterizan e l sistema, se - tiene la componente vert ica l , ia Cual se acopla a l oirouito - transductor y de ahí al CGnVertidor A/Dfy 88 reg istra en l a -- Tarjeta central de l a CMA.

Durante l a real izacidn de este Proyecto Terminal, se tuvo

problemas en l a recopilacidn y acceso de l a b ib l i oe ra f ía so--

bre e l tema, ya que l a s fuentes disponibles para esta accidn

no fac i l i taban e l material con el que contaban.

Por otra parte l a existencia de feudos en ese campo de l a

investigación c i en t í f i ca en México, ponen en una competencia

desleal a los diferentes equipos que desarrollan aparatoa de

medición sísmica , ya que no se t iene n i comunicacidn n i coo-

peración entre esosi. gi7ups.

Sin embargo avadecemos l a s palabras de desaliento a s í como

las de &irno, a todas aquellas personas a l a s que acudimos y

nos brindaron un poco'de su valioso tiempo, porque graciaa a

e l l a s nos dimos cuenta de l a realidad existente en nuestro pa-

í s , sobre todoen este tema. Razón por demás y por la cual l o

loL*rado en este trabajo, representa un gran esfuerzo, ya que

a l partir de cero y buscando en e l amplio vacío de este tema,

los avances s e hicieron lenta pero firmemente. 147172

Cabe hacer mención que e l prototipo realizado, diata mucho

de se r e l aparato de medición preciso y exacto que se quisiera,

pero lo recopilado en este trabajo coloca l a s bases para e l de

sarrollo de otros prototipos.

En este sentido, e l método de prueba y error en la realiza? cidn del prototipo nos di6 como consecuencia un avance lento y

con resultados a veces inciertos en 1- pruebas realizada8 a l 4

equipo

Uno de l o s mayores problemas fue l a elección y construccibn.

del resorte de l sieterna, ya que en e l cálculo de l a k del sis-

tema, no se estimaban a veces, c iertas condiciones que afecta-

ban e l comportamiento del sismderafo . Eln e l cálculo de l amorti:Juador del sistema se tuvo problg

maa ya que e l amortiguador se rea l i zar la con un l iquido como

t a l , pero no se tuvo acceso a Tablas de viscosidad para poder

de f in i r e l idóneo para este f in , s in embdrgo e l coef ic iente _ .

necesario se def inid . kh la escalaci6n y calibración de l sistema, l a escala de --

Riehteirno se 1ogr6 acoplar, t a que dicha escala esta definida

para un c i e r t o t i p o de detector siismico y no se 1ogz-b extrapo-

l a r en este caso. Sin embargo eventualmente se puede calibmw

con unidaaes de l a pavedad de l a t i e r ra (eal), este equipo.

El sieterna real izado como ya se d i j o es solamente una compo_ j

nente de 1- t r e i que componen e l sismbmetro, las componentes

faltantes deber& tener las mismas característ icas de periodo

y amortiquamiento que l a s calculadas en este trabajo, para po-

der acoplarlas y obtener e l Sistema t o ta l .

En el tiempo de d a a r r o l l o de l Proyecto Terminal, l o s avan-

ces obtenidos se pueden considerar provechosos ya que se obtu-

vo e l prototipo, y se dejó l a teor ía para e l deaarrollo de m e jores versiones de l mismo.

I

, " Y.. ,

Por lo que la contribución de este Proyecto Terminal a la CMA como un sistema inte@al, coadyuva i a l mejoramiento y per- fección de dichas Centrales, en el prop6sito de l a elaboración de equipo nacional, y evitar de esa forma l a dependancia de -- tecnologfa extranjera en el desarrollo de la ciencia en M%xico.

I!! I

hPENDICE "fit' .

Aplicando la Transformada de La Placer

11)

Considerando condiciones iniciales, obtenemos:

Agrupando t 6rminos para obt m e r la ecuación de CsmNrtarpiantu I

Tornhiltlo :( *, = u"7 M

c 2

i

APZNDICE "B"

CARACTERLSTICAS DE Lb9 ~~~~~~~3~ EN SISTEMAS

OSCILATORICS FORZADOS P

1) La ecuación diferencial que describe e l movimiento de

este t ipo de sistemas es; l i n e a l , de coeficientes constantes

y no-homogénea; es decir : \

La solución general consta de l o s siguientes términosr

No amortimado

Sub amortiguado

amortiguado

Sobre amortiguado

L ibre f(t)=O

Arbitrario

No resonante

Resonante

Forzado f (t)=

Por lo que se puede expresar corno:

donde:

xC cuya naturaleza depende unicamente de. condicio

nes in i c i a l e s (energía i n i c i a l ) y describe 00-

rno se r i a e l comportamiento de l sistema en au-

sencia de fuerzas o impulsos externos.

x? que está determinada micamente de l impulso ex

terno que actua sobre e l sistema y constituye

l a 'vespuesta forzada" del sistema.

2) Fh general e l t ipo de función del impulso externo f ( t )

in f luye directamente sobre l a forma de l a solucidn xp El ca

so en que f (t ) es de tipo senoidal (Asen(d-+@)) con W y @ constantes, xp &arnbién l o será.

3) Puesto que l a s funciones de t i po senoidal o cosenoidai . a5ev\ ( wJ;t- @) ; b COS(W~-+@) pueden ser expresadas en is "forma trigonométrica#' d cos w-t -+p S ~ J I wt y recjprocmen

te , de ah$ resulta que un impulso externo f(t) de ese t ipo -- provocad una respuesta forzada xf(*) de l a misma forma y fre-

cuencia :

' ent onc es

donde l a amplitud de l a oscilaci6n anterior esta da-

da por$

1

I 1

Ai considerar a K , c , fi jog, el valor de la amplitud - alcanzará un máximo cuando $--o, por l o quo se obtiene l a

d a - expresión de la frecuencia natural de l sistema amortiguado.

t

AYENDZCE "C"

9 . .

- .- ikspite tile eviciciit ciillicutticrs'thc ,rccjuircnlciits o ~ , kcsearcii, IS WCII

of the nílignitttde, in tlic ire Caiiíornin &ion: m1is

e scale. basccl, on instrtuiicit- of the Soulhcrri California

cr cxpectcd tiÓr required. What waz. iwkcci tor was n inctíicui or scgrciating i:irg~, mtt<icrntc. niid s~ i ra i i sIi(>cks, wliicli slioiild In: I m d dircctiy on ,iadr«nicntal iii(licíilions, niici

. .

. *

. .

. .

. .

. . . * . < . '.i . . , . ._ .

, .'

<.I .i

4 GAb SOCIETY OF AWIIRXCA

of sliock l>mliicfioii. it slioiilcl he possilile to takc it into accotiiit qrtnnti-

tat iwly. .. in comparing recurtis frniii rtiffcreiit stations, coiiciusioiis arc a iktcd

I>y diffcrciiccs in grouid and in ttic iiisttunlciital constants. I f thc h t e r arc kiinwii with prrcisim, tiic pcritnis of tlic scisnmgmpliic nraxinia iiinr IK nicastiretl. and tlic actual aiiilditiidcs of earth displaccmctit calculaiccl

iiiis ; aiitl. as will q y m r prcseiitly. it can Iw disl>ciiscc<l witti i f tbc constaiits of tlic rnriocis itistriiiiiciits arc nji~iroxinrately the saiiic. Tltc short pcriml torsion scisiiionictcrs iiistallccl at tlic Smitlicrn California stations firc ctcsigiictl to Iinvc itlciiiicni cotisintits : hut, owing to tiiinvoidnlilc irrcplnri- tics in niaiiiifaccturc. soiiic clii'icrcnccs cxiat. I t is not cotiveiiiciit to (le- tctniiiie tlic coiistaiits fraii tinic to tiinc; Iiowcvcr, it is known that Ilic coiistniits of aiiy one instrument reninin rclntively fixd over p r i d s of years.

Dctcriiiinatioii of constants would mikc it possible to scpratc lhc ptireiy itistriiciwiitai cfTccts from diow duc to gmucid : but, Imnusc of ilic itiiccrtnin ctciiicnis in IIE tatter, iic) Rrcnt ncccw oí prccisimc in Csiitnnti!ig iiingiiitiitlca woiiltl ft~llow. in prncíice It is confdcrccl íhnt IIic ciflcct of groiind aiid that of tlic iiistriiniciit coiiihinc in c.ch casc iiith D fairly rini foriii dcviatioii f miit the nteaii rcgistcrccl nnipliiii(1cs Cor a11 statittiis aiitl itislrtitiicnts; so that statistical siridy of a group of slmcks will iwcl La average corrections npplicabte to the nnipiittiúes registered by cacti it it l i-

vidtial iiistrtinreiit. Thcse corrections turn out to In small, aiid of tiic siim ordcr as fiuctuations due to other caitses.

For precise purpscs, it woukl he desiraldc to iclcntify the plutses of I cach scismograni, and to conpare amplittitlcs of tlic mume wave or ccct of ' waves at tlie various distances. Such idciitificitiort is difkult nnd qws-

tionable for niang of the smalkr shocks, and is tom timc-coiinirning for rise iri routine work where hundreds orsthoiisands of shocks must tic

'

dcalt witli. Thiis !lie =le has imti set tip on the basis of nieasicreinciits ' of the ninximiini rccorclcd antplittidc. This maximuni wiil of coiirse iiot

always corrrsponcl to tlie sanx w*avc-grotip or phase. it wiil cfiiwge cspciafly with dislancc, coiiicicling witti 3 or Q for wry ritar shocks. at ititvriiictliatc tlistniiccs with sonic inciiilw of tlic coiiildicntcrl S scriw 4 plia~cs, niicl at tlic larger (listnticcs witli n h w atirlnrc IVRYC. 1 íntvcw r, i f itic tiin~iiiititlc sialc is wsct 1111 ciitpiricnlly for tiic iiicnsrircct tiinxiiiiiiiii

:~ i i i~~l~ti i t Ic~, tlirsc ci~nsi~lcratioiis (lo iiot tfircctly aITcct its prccisinn. 1 í it w r c stricily ti iic tlint all scisiiiopmiis writtcii l;y itlciiticnl iiirtriinviita at niiy OIIC distiiticc w r c siiiiply aiisrgcd or rcflvccd ciipics O f otic niic,llic r,

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J , / .*

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/. 1 aiitl iisctl for cstiniating iiingiiitudcs. The prmedirrc is soiiicwliat intwri- .' t ; .I . ; I

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1 t * . P

:I

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AN INSTRUMP.KTA1. EARTlIQUAiii.: &th(;SlTUltlr SCA1.E 3

such an enipirical scale woiild npply ircrfcidy, aiid f i t t i i vcitl

I ron1 it woiild Iw: cxac t. Tlic foregoiiig coiisidcratioiis arc prcliiiiiiiiiry io the :ictiitil sctiiiil: iiii

of a ivorkaltlc eiiipiricnl scnlc of ni:igiiittrtlcs. '1'0 tlcrivc sticli ii scale. :I

rcprcscntniioc group of sliwks (thosc of Jaiiiiary, 1932) was c;ircíiilly stidictl. aid tlic -- logaritlini - ._ o[ tlic - - rcu.ortlctl aiiiplitiidc iii r;icli GISC plotic.tl agaiiist tlic cpicciitral - . d i s i s c . Ciirvcs wcrc drnwii iliroiigli tlic scvcr:il p i n t s rcfcrriiig to cnrli sliock, aiid w r c seen t o I ~ C rritiglily 1):ir:iIkl. ;IS

tlic Iiypotlicsis of prriportiniial :iiiiplitiitici rcqttircs. 'I'licsc wrr 11im c«iiiI)incrI into n siiiglc curvc, paratlci to tiic iiidiui(~iiiii S11fK.k ciin e>, i i i i t t

passing tliroiigli nil nrliiirnrily sclccictl lwiiit. Froiii i h i s c(mipositv ciit'w wrc rcnd ail tlic nuiiicricnl vaiitcs prewiital iii T:iIilc 1.

Talilc i givcs tlic logaritliiii (to tlic lase 10) of tlic cnlrulatctl aii i i4- tudc, ¡ti millinictcrs, with w*Iiicli tlic staii~lartl short-pcriritl torsirin seis- iiionicict (To = 0.8 sc'c.. I' = 2,800, I1 = 0.8) slioiild rcgistrt at v:irioiw distances an eartliqiiakc of stniii1:irtl niagiiitiidc ; this is clioscii so tlint lie cnkitlnicd niiiplitrtcle oí registration :it nii cj)ict.iitral distniirc of 100 kilt+ ,'

' iiictcra is 0.001 niilliiiicicrs ( I iiiirrriii). h'rttc! [lint tlic Iognriilwis iirv ;ill iicg:iiiw, as :ill ihi* :iiiipliItid(*s :ir('

lcss iliaii oiic niilliniclcr. I Io\r.rvcr. ilicy arc ~ i v c i i ;IS iicgntiw r l i w i i t i i b iiisicacl oí in tlic iisiint c.cliiiiiiori-lc'g:iriiliiii foriri ní iicgaiiw cliaraiicrist IC

. and psit ive niatitissn: Tlitis, ihc tal~ul:ctrtl Ir)gariiliiii at 65 kil<iiiictcrs i* -2.79; in the usiiul ciotatioii tliia wotiltl Itc givcii as 7.31 - 10 or x.21. *Uic forni i t led in 'I'al)le I i s niore coiivciiicnt in the acttial ralriilatioii oi mapitiidc.

Trl~lc I can bc applied to assign n iiqpiitudc sc-nlc iiiiiiilicr to any sliwk lor wiiicli ntcasiired amplitu~lcs at known cpicciitral distances arc nvni1aI)lc. Tlic following prucctliirc is i n miitiiic iisc : the iiicasurctl ninpli- tiidc st any station is cxpresscd in niillinicters, aiid the iogíiritlini of the iitimlwr is triketi. Frttni this is :iigclwnicnlly subtrnctd tlic logaritliiii nlipcnriiig i'n Talde f opjwt'aitc tlie given cp¡cciitrnl dataiicc. 'rlie restilt ir lakcii as tlkc magnitiidc scale iiunilwr, and is cloórly tlic Ingnriihni oi thc ratio al tlr aniplitudc of the gixn sliock to that ití tlic siiiiitbrd slirxk. rclircseiitctl 1)). Talilc I, nt tlic saiiic cpicriitr ;I 1 f I' 1st:incc.

As n iittnicricnl cxamplc. si i~qmr n .sii<w.k rrcordcd witli :iii :iiiip!iiiitk d 5 iiiiliinwicrfi ar 225 ki!rinicicrs. 'l'lit- ii,K:iriiliiii o f 5 is ( I . 70: t q i p d v 225 kilo!iictcrs \\T hi -.I.(&: Iiciirc tliv iiixgiiitiidc is íi.iO --(--.i.i~S) = 4.38.

\Wit n this c:itrtilntioii is cat rictl ti!ii siqi:iratd~ f4ir r;irii 3i;ititaii :it

which Ilic sliwk is rriwdrd, tltr iiingiiiiiiilr w:iIt: iiriititwrs iciiiliti :II tilt-

.

9

*

1 < .--*I.,. .", r . . . I . .

- I

. . . ... I .', . . .

J ! *.' 4 i !;;,I i , : . ,

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6 nütWTIN OP THB SEISM$bWXcAL SOCIETY OF AMERICA

TABLE I

J

dikm) 25 33 35 40 4s so 55 60 GS ;O 75 w 85 'o 95

160 1 05 I10 1 IS 1 W 125 130 135

145 150 155 160 165 170 I75 180 18s 190 195 ;Mi)

* 140

Los A -1.65 -2.10 -2.32 -2.43 -2.5.1 -2. &I -2.70 -2.77

-2.u --2.87 -2.00 -2.94 ' ' -2.96 ' -2.98 -3.00 -3.03 -3.08 - -3.10 -3.12 -3.15 . -3.19 -3.21 -3.23 -3.28 -3.29 -3.30 -3.32 Q

-3.35 : 1

-5.40 -3.43 '

-3.43 -3.47 -3.50 -3.5.)

-2.79

-3.3a ,

. . . . . , , .

seycnt stations nortiidly agrce wiiiiiii niie .ittiit or lcss. cspccinlty wliai allowaiicc is nwlc for certain iiisiriiiiic-iits wliidi rcgiilnrly rcgisicr 1111-

iisiinlly htgc or siiiall aniplitiidcs. AccorditiKly, iii piihlislictl r q w : s tlic iiingiiitaclc is statcú to tlic iicarcst lid r-iiilit of tlic logari[liiii. 'l*l;is iiicans tlint the true cnergy of ilic sliock iiwy Ijc iiiorc tli;iii tiircc liiiics hrgcr or siiiallcr tliaii tlint coinivittccl f r tm tiic giwii iii:igiii tiidc iiiiiiilrr.

The procedure niay Ix: iiitcrprete(1 tí, givc a tlcíiiiitioii of tlic iiiapii-

tticlc scalc iruiiilxr Ixiiig ciscd, as follows : Tlir i i i r7pi t t idc of airy sliack j.t itz,+cir os tlic iogtrrit1wi 01 //tc ititi.rititttiiC Inice' oitrpIjliiríc,'c.rpi.<.~~tsc<l i i i

ill t iro tis, sviili svli ¡di i It(? .VIO i i h r$ di t i rl -b ~riori I u rsin it sris iii o iii c I t* t-

'(Ti .L n.8 scc., V = 2800, ti = 0.8) í iw i td rryist~~jl'at- .dior.k t i t !!it

r/&cirtrnl disiaitts _. . .... . g.!f)O kiloitic*ic*r.t. Tliis dcfinitioii is iii part ariiitrnry ; iiii nimitttc scalr, iii wliicli tiiv

iitiiiilws rcfcrrctl clircrtly to sliock ciicrgy or iiitriiisiiy iiicmtircci iii pliys- icnl units, would bc l)rcfcralJlc. At presciit the data lor rorrclntiirg tlic ar1)itrary scalc with nil almliiic! scdc arc sn iiin(1cqiiatc that it :ip1warx lrcitcr to prcscrvc tlic adi t rary scdc for i t s lwaciinil wiivciiiciiw. Siiicci the mlc is logaritlinlic, aiiy fitturc rc(ltir.iioci lo nii atwli i ic scalr cnii I W nccociiplisliccl by ackliiig a coiist;iiit lo tlic wdc iiiiiiilcrs.

lal)lc I prcsciits, utinlicrcil. tlic rcstilt of stiidyiiig :I i.(~iiil~;ir:iii~t,l~ siiinll firstap of slrocks-tliosc of Jaimiry, 1332. 'I'his i w s iiiiiiictliatclj qy)Icd to the siiocks of siibscqiiciit nioiitlis. Tlic iiiagiiiludc iitinil%rs ccimprited from tlic scvcrd sietioiir, sliould agrcc witliiii rcn.conñt)lc limits;, mid íliis in !IK: rasc. ;\ rrprcsciitntivc cxniiipic! is tlic shwk oí Fc1)rti;iry 15, 1932,. rceordcd at siaiit,iis distnirt 30, 100, 101, 2.55. 3W. niid 345 kilonictcrs witti nniplitiidcs of C, 3. 1.2, 0.3, 0.3, :uid 0.2 iiiil- linictcrs. The magnitudcs derived from Tablc I are tlicii 3.20, 3.48. 3.13, 3.20, 3.31, aiid 3.54. Coiisidcring the large rangc in distaiice niid anipiitiidc, iicitlier of wl.liicli is dctcrtnincd with prccision, the range of 0.41 in the computed iiiagnitude is siirprisitigly siixtll.

Itxstakcs of tlris kind coitld cnsily bc niultiplicc!; h i t a wry iiiucii 3 IMcr test crf tkc nictliml is availnl~le, For his siiifly of tlic propgation of scisinic wwcs in Sotttticrii Cali foriiia' ['roíessor Gutctihcrg ciiiplnycti

' llic r m r h of twctity-niic \vel¡-rc~istcrcd cnrtliqiiakcs. Tlic cpicciitcrs r i l tlicsc shocks arc tlim tlctrrmiiictl with iiiiiistinl acc-iirary ; nitiir~ii~ii, ;is riiny In: SCCII frniii 'I'nlilc i, sliKlit (~r tws in (4ist:iiicc will n t t r iiiiicli :itTct-i rniiiplttal tiqpititdcu, t l i c w slitwks ;itTcirtI 1Ii4: iiirist r14:tliic I rF t of ~Iir

---

I

..

'

p

: ,e 8 L SOCIETY OF AMERICA i',

iiingnitiiclc scnlc. Cutenberg's results are given in Table I1 ; the lcttera iii tlic first colunin were assigiied by him for purposes of ideiitification. s:

TABLE If . Y.dcntlrt

Sknek I).ilC Nnrth W'CM

A . . . . . .httg. 17,13.30 3s' 13' 116' SI' Mojave h u r t D . . . . ...%p t. 26, 1929 34 .SO 116 31 C ...... Aiay28.1930 3S 30 117 14 Carlock fabli mar Ccerlcs iakc B . . . , . .April 20,1930 34 39 1 I7 O4 Northeast of Victotvillc E .. .... Fch. 24, 1930 34 57 117 02 Near Barstow P .. .... Jaii. 8, 1931 34 56 117 0.1 N e w Uarstow G ...... Jan. 1.5, 1930 34 I 1 116 SS San Ilcmarrlino Mountains H ...... 3.n. 1.5, I930 34 11 11G 5s Sail l3crnarcliito ~ a n i l 8 ~ n r I ....... April 23, 1931 35 25 117 3ú Ncar Trona K . . . . ..April 27, 19.11 34 21 116 I7 Smitlicrn Mojavc Desert n ....... Oct. 31, 19Z.l 3.1 3R 118 12 Sail l'nlro Chritnel h . , . . , .!hltt. I J , 19M 33 .u) 111 12 Snn Pnlm Clmir/ . . .. . ..N~\.. n, 1929 .IS 6 120 28 Wcst oí CwliiiRa d .. .. ... Ai i~ . 30, 1930 33 sú , IlR 37 t iSatitr Monica JJay:. c ..,.... Afny 12, IR10 I it5 4.1 . . Snit D b t Cinniiy( ICllrhirwc M t ) f ....... Jan. 17, 1931 37 35 tlR O3 ' Smdlimstcrn M ~ u ) Couniy

Ir ... .... Fcb. 23,19.11 35 4'3 la) 40 Northeast oí Pasa R&kr I ....... April 24, 1931 33 46 118 29 Off Point Vmiic I

R . . . . . . ,Aprif 21, 1931 3.5 t9 118 SS Bakcrslickl district I ...,... April B, 1931 34' IS' 118' 39' Near Cliaiswarth j

In the following tabulatioois tlie letters P, MIV, H, SB, LJ, T, Ii, are used as ablwevistions tot tlic names of the stations at Pasndcni, Mount Wilson. Riverside, Santa Uarhm, ?A. Jolia, Tinmiah&, and Haiwcc, respectively.

TaUc 111 gives tlie cpicentmi disknccs for the screral shocks nt tlie recording stations; the distanas arc either as giveti hy Cutenbqrg, or ns mcasurcd from R map with an error :tot over two kifrnncters. Table t i ' givcs thc niaxinrirm sciwnograpliic trace tkpfitu(1cs iii cach case. WIicrc pssil)lc, thc anrlditticlcs for lmth hnrizohtal roni~mnciits nre giveti, (lint frit tlic N co:npciiiait lring nilrrcd nlnrc tlint for tlic 15 comptarnt. Tiic readings in pnicci~1icscc.t for cric N cotiqwticiit nt i*mdwra nrc to IIC t i o i i l h i in cmiptt~itig iiinpnititclcs, sinre ilicy rcícr [ t i n Iwtitwt wlicn ilrc qiikd ñysiriii oii this pnrticitlnr iiistruciwnt WIS so arritngccl as tc K i w oidy h i í tlic trstml iir;igiiiiic:ttinii, Wltcrc tlic ~~!ad¡llg is íolhiwctl 1iy I -1- i t inny IR roiisirfcralily lrsa flinn tíic trttc iiinxiii~m, oiviri~ tn ~ihoto- gr;qiIiic tiiit1rreq)i)sttrc.

irtiiitck LMi~Ii t td~ tacniian ,

Near Newhrry, Alojave Jkscrt

12

....... hug. 18,1930 34 26 lñ) 11 Off Pditt Conccp~ia\ .

.

Shack r A ...... 173 I? ...... 171 C ...... 176 I) ...... 117 1; ...... 13. I: ...... 1.37 c ...... 118 Ir' ...... 118 I ...... 178 h- ...... 1SO (1 ...... 54 6 ...... 54 c ....... 276 d ...... 46 P ...... 178 f ...... 381 .(I ...... IR8 I& ...... %a8 i .,I..,. 43 k ...... 145 I ...... 44

10 DULI.RT1N OF THE SEISMOLOGICAL SOCIETY OF AMBRIU

TADLEIV ' ,

h h X i F f UM StlSBIOCRAFIIIC TRACE hmlrLI1UDeS (khLL1MtIZItS)

Upper FiRurer Refrr to N-S Coypncnt, Lowcf to E-\V .... Ehak Y

A

It

C

n E

1:

(;

II

J

A'

n

C

C

¿

C

f

(I

11

i

&

I

(0.5) 0.8

.M+ (1.4) 2.5

(0.9) I .4

(1.8) 4.1

3.3 (39) 39c (W

. .)Ob

7.2 3.6 2.5 1 .s 1.9 5.4

l3Sc ' (1.8)

3.8 (0.2) 0.4

(0.5) 1.4

(0.4) 1 .1

.in 19.3 1.7 I .7

13.1

' .

I W

2.3 1.9

27

4.4 3.9 2.9 2.9

3.1

m+

82

12.2 13.4 2.5 3.3 1.4 6.3

11.6 1.9

' 2.9

R su LJ T 1.9 0.9 1.1 1 . 1 2.8 1 . 1 1.2 1 . 1

24 14 23 17.5

2.3 4.2 2.5 4.5 3.1 3.8 2.3 3.9 1 . 8 . 1.4 1.9 0.6 1.9 0.8 2.3 0.7 3.1 1 . 1 3.5 2.4 3 1.9 . 1.8 2.8 1.9 1.8

66, 24 Go+ 54 m+ 10.

26 , , 56+ 19.5

4 4.4 3.6 7.2 0.7 . 3.9 1.0 5.2

12.1 2.0 5.7 0.4 4.8 2.1 4.5 0.6 6.5 3.8 0.1

11 3.8 9 1.2 0.7 14.3 0.3 8.2 0.8 . 12.2 0.3 15.9

2.9 . 4.6 " 2.2 5.1

65 52+ 33 6 i t 6oc * 39

. I1

2.6 2.2

2s

6.7 O .8

1.2 1.4 1.2 3.0 m+ 53 2.) 31 22.5

'I .6 1.7

. 9.0 . 2.1.. ..! 20.2 . 1.2 1.3 5.0 . 11.1 I$ . 1.6 .:.15.6

0.2 I 1.3 0.2 * 0.3 . 1.8 0.2

i.4 0.4 22.7 . 0.4 1.7 0.3 22.1 0.5

0.6 * 6.1 . 0.3 5.7

25 29 20.4 4.5 b..l 2.9 '

2.3 O..! .l. I fh 5.0 R.9 2.1

28 20

12.1 4.1 6.6 3.a

. 2.0 1.6 29 ' 1.9 36 2.2 0.7 9.9 1.0 0.7

' 5.7 4.2

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1.6 2.6 4.1 2.6 1.8

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AN INSTHUMENTAI. EAK~ I IQUAK l ~ XlACXlTUDF: SCALE

TAüJX V

Uplsr figerri rcícr to &S comIwiipiit, loucr io IS\\! CAl.CUl.ATiro s i iOCf 11 AGX lTU1WX

r &I w I( s It r*J 'I' 11

3.39 3.M 3.56 3.8.. 3.88 3.76 3.64 3.29 3.fii 3.73 3.97 3.92 3.76 3.57

4.74 5.38 5.13 4.511 5.12+ 5.36 5.22 3.86 3.98 3.74 4.44 4.39 4.14 3.81 3.93 3.87 4.40 4.3.5 5.09 3.81 3.37 3.48 3.13 3.92 3.79 3.78 3.33 3.26 3.48 .1.15 3.67 3.S7 3.85 3.79 3 . 57 3.87 3.38 3.89 3.W 3.62 4.21 3.45

3.s.; 4.08 4.10 3.M 3.74 3.52 4.08 4.10 . 3.75 5.00 4.9s 5.07t 5.62 5.2% 4.mt 5 . o k 5.97 5.46 4.99 4.9s S.iSc 5.24 5.M 4. s9c 5.26 5.Mt 5.53 5.13

4.45 3.88 4.45 4.37 4.13 4.24 4.28 4.49 4.01 5.43 4.59 4.28 3.99 3.78 . 3.97 4.04 3.99 3.81 3.90 4.12 4.17 4.02 2.88 3.31 4.02 3.65 5.!N 3.97 3.39 2 , s ' 3 . S 3.62 J.67 3.73 4.15 3.69

11

31CUll

3.69

5.12

4.00

3.54

3.71

3.84

5.24

5.10

4.30

3.98

3.61

h 3.42 5.75 3.93 4.27 3,95 3.97

C 4.22 4.10 4.53 , 4.07 4.W 4.61 4.39

If 4.90 5.12+ 5.78 5.35 5.22

3.84 3.R J.!),\ 4.W 4.45 4.N

4.15 4.46 4.07 4.M 4.44

4.67t 4 . h 5.18t 5.85 5.27

4.00 4.10 4.11 4 . Z 3.92 4.93 4.44 f 3.98 3.77 4.49 4.10 4.23 3.61 4.07

3.98 ' 3.95 4.64 4.10 4.3t 3.67 g 3.46 3 . a 3.46 3.9ü 3.74 4.M 3.89 3.7G

' * 3.61 3.7G 3.34 3.88 3.64 5.25 3.79 ' k J.88 4.09 4.19 4.61 4.38 4.14

c 3.9a 3.86 4.01 4.38 4.m 4.71 4.35 4.22

4.02 J.79 4.16

3.w 4.H 4.52 4.51 S.NI

3.51 3.64 3.0.1 J.62 4 .o4

I 4.09 4.51 4 . M 4.52 4.24 4.40

'-1.51 3.m .1.1).! 3,fin J.97 3 . u .1..54

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8 . , '. . . , .: '

12 lIULteTIN OF THE W%SMOLOGfChL SOCIETY OF AIlEAICA

TABLE V-Cattfftrrd a su L.r T 11 nir.rt~ Shack P ht t\'

Mcan CM-

rcc- tioii to.21 +O.IJ +itA -0.13 -0.04 -6.24 +O.W

40.25 4.06 M.20 -0.12 -0.07 6.4 i0.02

Grrcclions of this type wen: dctcrmineú for each in$.trtinmnt, as given in Tablc V, and duly applied. It was expcctctl tlmt thc correctctl valties could In: used to iinl>rovc TaIJe I by platting the rlcviations from thc mcxn magnittide ngainst tlic distaiicc. Tlx: result was clisqqmiitting. in that the deviations h w c c i no ciar dcpetwieiicc o11 diStanCC, hut rathCr a tiriiform scattering on Imtlt sicles o f tlic tcro line. As tlwsc o1)wrvcd dcviations nearly all wcre less than half a unit, it follows that the value of Table I ate not in error by niore t l w i half x w4t; tite crmr it1 inking tiicsc values as rcl)rcsciiintivc of tlic ttnnnal coiiditicm is snidlcr. J ioiv- cvcr, i t also follows timt 'i'ablc I cannot k itnprovwl Irmi tlH: dnta ici Iinntl. 'Tlie conclusion is that the murccs of irregrtl&ty nwiitioticd prc- ; viottaiy arc mcli that a ~abuintion of gmtcr prccisioti is iinpossildc iiiitil kttcr data are ñvaiIatAc lor cliiniiniing sudi cffccts.

The curve wiiose cosrdiiiatcs nre givcn in Talde I is critlcnlly not - capable ._-__I_.- of king - represetttccl-by -_ - __- tl simple -_ ._--. continttous _. furstion. Thc niii- plitude falls off mudi more rapidiy at the sniuller distances then it clc.* , , beyond IS0 kilometers. tii all proklAlity thc maximum atnplituclcs at ;

thc larger úistances are determined by surface waves. while t;: the smtillcr , distances these amplitudes represent waves such as $, S,, S,. "ltc ctrrre 1

is not very well dctcrminecl Ixtweeir 25 a d 50 kiinmetcrs, as the anipli- tudc varies 50 rapidly with distnticc that only exccpticriially tvcll-locntmi shocks can be uscd for revision, while tlie uncerieintics clue to varying depth and to effects of local structure arc ntueli intensified.

Tlicrc is no inimliate prospect of extencling Tablc 1 to tiiatnnccs Icv than 25 kilonicters. Shocks occurring so closc to any stntiori. i f siifli- ricnily large 4 0 IIC clcnrly rcgistcrnt nt oilier stations. t1~1dIy rcoortl ht tlic sninll <listatice with gyxanagccnltlv Inrg.cnn,i>lifticlw., 'C;c rmly gwnl proslmt nf siirnimlntitig this cliflicuity is in tlic (rccwreticc rd R grotill id sliwks a l wrioirs iii:igtiitittlcs at R 1ti~'tis within 25. kilotiiclcrs of o w oí Ilic shti<i;is. 'f'lic 1argc.r shocks cnit ihcii le IircCiscly lwnti . t l , n ~ i d Iltcir iii:igciiltitlcs tklcrtiiitictl, írtm ~ l i r r rcrctrtls ( t í ~l ic o h r si:tt¡ms ; wigti¡- tii,Ics of siiiallcr slincks cnii hc tlctcriiiinal froiii tlic r;rlios of Ilicir nciijrli- Iiitlvs lo tlivsc oí ílic Iiirgcr otics. nntl ¡t i this w i y n slitwk 1i)iiy Ir ftiuwl .

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' . . 14 l3iJLLF;Tlh' 01.' TliE SlSZeMb-IL 90CtbXY OP ALIEWICA * #

titdcs arc assigiied to half a tniit. Tliis nieiins that the sliocks are (lis- tributcrl into groups, each consistiag of sliocks wliicli liaw rougldy t a l tiiiies tlic initial ciiergy of those assigned to tlie ncxt lower group. Ob- vioiisly no pent acciiracy is tcqiiircd to distinguish iiistrtiiiniiiinlly I*- ttwcii siicli widcly separated levets of mngiiitride ; and tlic matter would ix: oí no practical iiiiprtaoce, wcre it not for the íact that the actual range of iiinpitticle in observed sliwks is so init i icnx tliat evcli so rough a divisioii separatcs it into a conucnicnt nunitcr of levcls.

Jii ciiwsiyg t i ~ ~ ~ a r i j ~ r a r y reto of tlic rnngtiiturlc scdc, tlic irttcitticrit \\*as to tiiakc it coiticidc with tlic sinallcst slipcks-rcgi~tcr~cl. Tlic dioirc

scrvcd sliocks, wliirli arc rccor<lcd only at vcry sliort distniiccs, appmr to b of i i i q p i h d e O; thcre is a diglit iiiiccrtninty in this, oil ncrouiit of thc <liííiculty in cxteircliiig Table I to shorter distatrccs.'

iiiajnr cartliqiiakc in Nevada o11 Dcccmlxr 20, 1332. A s will Iw: sltnwii iii dciail lielow, tiw úcst cvitkitcc iildicatcs a iiiagniiridc of almiit 7.5. Tlic ctiflrrrncc in ilic cxtrclnc o l m r d iitagnitudes is tlitis 7.5 -- O, or

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riindc Ins bccn just itial hy ftirtlicr cxpcriaicc. Tlic wry w i n k t o h -

l'fic Inrgcst shock to wiiicii tlie prcñetit titrtiimí ciii be appiicti is the

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i . S. ' i ~ c iftgarittiiii or tllc ratio or iiic ciicrfiics invdvmi siinitici IIC c~ciii~)~c

this, or I S . That is, \vc arc recording sllodks with an cxt!ciitc range in c r i c r g ) s a t -- --.-- fcast -..-_ 10" to _.* ..- 1. Proiii this it is conspicstoctsly evident tliñt ndcqÜntc study of all aartlquakcs it1 an activc tcgion itidvcs the distri- hi~ioi i t it iiistriiiiiciits of scvcrril diffcrcnt grades of scnsitiwmtw.

In ordcr to dciimistratc tlic rmlity of the computa1 ararlcs of niagni-

'

., tiiclc, ilicrc now fnlktvs 8 dctailccl rliscussiori of thc observcd cffqtr of a niimlm of rcprcseiitative sliocks. It may assist the reader to anticiplc the gciicral coiicliisioiis at this poiiit ; ilctaikd tesitlts will tc foiiiitl on a latcr page. In gciIcroI, shocks of mngnitud?s O. l&t't!'tnot .reported as Iclt ; sliocks of mngirittidcs .-and 4 arc felt, tiit cntisc no daiimgc; i.iagni- Glc 5 may caitsc conaiderabfc rnino~$~!!?iiqc ; niíkgniturle 6 is tisual!? dcstrwtivc -y-..c" over R *.., linlitccl .. - . - area; aird tnagnitudcs 3 i d 8 transgrrss the lower lin&af inaior cattliqtta&s.

Tlic rlixiission of okrvcd efíccls is lest Ixgiiii with tlic earLl:ciuakcs

. . .. . . . ' I

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.. . . .

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1s AN INSTRUMENTAL WRTIIQUAKE BIAGNI'lkJDE SCALE

letters arc iiot very satisfactory for this pitrpose, as tiicir locatimi iii a clcscrt region rciiders reports scntity. Tliw, for r f , C, D, E , llicrc is no iiiforniatioii at Iiond, while for B, F, K, tlicrc arc oiily oiic or two rclmrts cnclr. G, If, and to R less cxtciit 1, arc wcll oliscrvcd. O í tiic rcii&itiK sfiixks, only d, g, It, and i ;ire reprcsctitcd by coiisidcrnble grotips oí reports.

Table VI lists. in ardcr of iiiagnitiidc, tlic lwclve shocks of Tri1)Ies 11- for wliicli data are siinicicnt to nssigri tiiiiiicric*aI v:iiiics to the nicnii

o_lttcr rattius of tiic arca-of py-ccjjJility (oirtri- h i t of 1 I ), aiid to illc

TAH1.E VI Oiiirr Liiiiit 14 (hilcr Limit 01

1V (kilt) Slwck h t n ~ n i t o t k - 11 íkiii) - .................. 120 90 d 5.2 G 5.2 240 1 so . LI 170 .................. 5 . 1 I .................. 4.4 5 0 . c 60 .................. 4.1 J I so 100 .................. 4.3 /I f to 30 .................. 4.1 h - 40 .................. 4.0 I .................. 3.9 2s fl .................. 3.8 30 F .................. 3.8 > 75 a 20

.................

.................. 3.6

rarrclilw#tiliirg iiimii otitcr rntiius of intciisity 1V. Wicx iiitciisilics, mid

Shock ¿ is B vcty iniportriit rase; titis is the Santa hloiiica Cay cat'tli- &kc, wliidi lias ticen discttssctl iii a dctailcd j~iildicatioii." Tlie slmkiiig mnis to Imvc lwcn of unusually short duration at all points; this nisy nccoiiiit for thc rntlier ñnmil radii givcii iii thc tnblc. Tire c1idril)iitioii of Iiighcr intensities \vu so irregular that no si)itntl coiicltisiotis cnii bc drawn.

Slmks G siid H omirrc<l only tcii niiiiutcs apart ; as tlicir cpicciitcrs wcrc ircarly iclcnticnl, i t is not possilrlc to dimiss iliciii scpratcly. 'ihc cpicciitral iiitcndty was VIL or i>crI~ips sliglttty lcsa.

Sliwks (t aiicl 6 nlao 1i;id iicnrly hictilivai tiliiwiiicrs ; Iitit :IR iliq I I I C I ~

6 1 tarry O. \\'tal niid Frniik Ni*iiiii:iii~i, l l i t / / t * / ; i i r/ I h r ~r'i.;s,iti./~i~/it.t~/ ,Soi*;t*iy I*/

Awrrirn, 21, 277, t93t. 11, fhl idwrf l , C. 1:. llirlitrr, ~iiitl I I . íl \\.IHw/. "*l'lit* l~ar1liipi:tkv hi C.itit;i

Atrlrn Iiny, Cnii tornin," /tid/t*/iu ,I/ I/U. , ~ ~ i . r u i d t i y ; , i d ,~n. i~ ./p 01 , iiiit*rit VI, 22, 13. luz.

all dims givcn hi this pqxr, rcíer to tIw Jinirlifial B l c r c n I i i m A c U ll!

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: $4 . J : Y O1 AMERtCA

< I 16

pla~c, 011 diffcrcint dates. it is lnrgcr magnitttde clearly lmd the greater radius of l>ercq,til)il¡ty.

In a niiiiiíwr of cases soinc of tlic sbtions wcrc located within tlic aren of I>erccptibiiity ; these instances aic of intcrcst for tlicir 1Karing on tlic proldciii of mrtli nmtion dtrriiig frit shocks. Thus, sliock ¿ was oí iiitcnsity V in thc city of Pasadciia; it is quite clcar, howcvcr, that ilrc nmpiitutlc on tlw Pasntlcirn records slioitld h v c !wen in cxce~t of tlw 1.15 ciiillitiictets given in Tnliles 11-V. Calculation from TaMe I with titngtiitudc 5.2 acid distance 45 kiloinctcrs gives 460 millinictcrs.

Sliwk C was reported in tlic city of Pasadeira as of various dcgrecs oí IV; hut at tiic Seisniologicel Laboratory it was not noticed. This type oí oliaervation is wry frcqiccnt; it is untloul&ctily due ti, thc solirl coiistructioii oí tite htmrittory l~itilclitig, and its foundation tlircctly nci paiiitic rock. The recorded aniplitriclcs, as noted in the talk were almitt 40 ntiliitnciers. Note that tlic aiiiptitides at I 2 J o L are clcnrly Iiirgcr, in s1Jtc of the grciiter clistnnce. ?'lit sfrock was ncticñlly ñtroiigcr in tlic i iicnr-iiy city of San Dicp ~linii niight be cxlicrtctl, kicig Irigli iii iirtclisity f V at tnwt pints. Tlrir. l)otli iti.strctbxciíla1 &id tnactoscis~nic data ngrcc ,

¡ t i siiowiiig an uncvcn tlistrilmtioii of iiitcnsity hi tliflcrcitt ntintitiiis : : . this is of coiirse a gcncrai piiriiomehoií, and, 8s drCmly iiotcd, iS 01x of ! . ~lic princijhil olaiacies to improving Tablc 1.

bifity, In the city of Ibsndena tlic shock was psiiivcly oiscrrverl, but by a íew persons only; at the Seismologiwl Labratory it \vas qt*ite inipr- ccptible, this okrvation úeing very cleíitiitc, as the shock was seeti re- cording mi art ink-writiiig instrument. A s the ainpiitittlcs 011 tlic two cotn- jmicntc were 30 iiiillin~etcts ancl 19 millinicters, this sliock suggests 30 niiliiiticters as the recorded antpiituúc at the lowcr h i t oC prccptilriiity in ordinary structctres on orclinary ground. .However, this should still be

. iiícrcascd by the correction for the gmttnrl aiwl iiistrumcnts ai. Pasadena. as given iii Tablc IV. The logarithm of this factor is sliglitly in excessy ' oí 0.2, which corrcspo~ttls tu the nuntlxr 1.7. The corrected lower limit of rcgistratinn for a fclt sliock tlius is dwut SO milliníetcrs.

ñcipnir>~ranis c!f a sliock origiliating ticar Santa JIarfmrt on Aitgrist 5, ' , . PJJU, t~liicli \vas !SrCly prccp1iI)lc lo a fcw pcrsotts iii P&!dctia, and which rcgisicrcd tm tlic two conipc'trclits with aniplittrtlcs t i l 18.5 and * - 1.3 .G inilliincicra.

Tiit! tli:itnnce.c; givcti iii *i'alilc VI appcar at first ratlrcr irwgtilar, and . scciii to i w r im positi\*c rclatieii to I I ~ C di& nii igit i~t id~~ Cjii Ilic h g n -

'

S l i d i is a vcry critica[ as<: ídr ~Ielcrn?¡itiitg IJw litnit of pcrrcpli- ,

,

A srmcwlsat sinaller Iimiting amplittde vrould IBC clcriw:, froiii the ' -.

S11C~CliS : Sliirrk ... ...... ...... 81‘ C; 1) i c J 11 b I !/ I‘ <I

I,ng atnplitlwlc .... .... 1.1 1.5 1.7 1.8 I . ( i 1.0 1 . 3 1.C 2.2 1.7 > l . O 2.0 ’ I ’ .

. < ’

~ I i c iiicati of tlicsc vniucs is 1 .7, iiiitl ii will l)c rdwrvcrl flint í c ~ v ( t i tltc ititlividrial values divcrgc innrc tlinii O. 5 froiii this. *i lw 1iti:iilicr \vIitiw lcignritlpi is 1.7 is 50; that is, tlicrc: is mi esiict i*oii~i*itlclicc, ;~i( t i~; iI) l~ íortuit6ti9, between tiiis rcaiit niici tIiiit cicriwxi ;iiwvc froiii IIIC i.’;imiwt

i t is importaiit to cictcriiiiiw tiic ncccicrntioii to wiiicii tiiib iiiiiiiiiiimi

rccorhl ainplitudc corrc’ilmiicls. Pur tlic slit& of :\iigiiht 3, 1930, iiiw-

tioiiccl nhvc, the period of tlic inasinitiiii wnw> rccordal at Pas:i<lrn;i wns nlKitit 0.G of n sccoiid. iVitIi the stmihrd coiist;iiits of tiic .c:ii>rt-l!cri(d torsion iiistriiiiiciits, calcwlntinii oí tlic iii:igiiiticntic)~~ for siiiildc Ii;iriiuiiiic tiiotioii givcs tiic rcsiilt that tlic ncccicrntioti iii iniiligds i s 5.01 iiliic.; Ilic

Í trncc ;rttii)ij~tt~ic-itt titiiiiitict%* 1 r \vc ;lsslilt~c ~ i ~ l ~ l t i i i t ~ ~ i ( ~ so ! i l i ~ i i -

tictilar shock at tlic I’asUilciin stntioti, we hid aii accc*Icr:itiitn oi 250

qticsiitmtlk 1I. O. Wood, íruiii oliscrvntiriiis hi 1 ínwitii, plnictl ilic Iiiiiit

iii qi&iori at 1,000 niiiiignis.’ ICvi i iiiis ~ias Ixcn oiJjcctcd to as too low

t

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I rccard of shock i. 4 .

,

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i: v i f

1 ’ *

I :. 1 1

1, 4 4

i i i ~ ~ t c r s ~ iiistcnd of tlic soiiiw1i;ii siii:ilivr ;iiiipliliidc ri.ccirtlivl fiir iliib 11:ir-

tiiiliignis. Titis is tiie vnliie giwn by Cniicnni ;is tlic Iioiiii(1ary IK‘IIBCCII I niid IX of Iiis iiitaisity scaic; as a lowcr liiiiit of pcrwptil)iliíy iliis i s

; .

i

;

b

I

II . ‘ I !i r l

* . .

for ordiiiary tise, on tlie assuiiiptioii tlint i t rcfers to tlic obscrvntioiis of ‘skilled observcrs espcciaiiy on thc lookout? &fr. Wood infornis tlic writcr that tiiis assumption is iwclly jtistiíicd, as tlic shocks coiisi<lcrc<i as larccptibic iii dic study rcícrri.ci to wcrc riot observcd by a sciciiiific s t d i , but were those noticcd hy other pcrsons enipfoycd or residing in

‘5 iiic vicinity. The fact that u still lowcr valiie is iiidicatcd by tlie mctliods J of tiic present paper siiggcsts tiiat 1.000 iiiiliigais is iaot too low. Tile

value of 250 millipls ntay k taken as referring to tlic occnsional in- / sinnccs, likcly to In: rcprtcci by nt least a few pcrsons iii n coimitiiiity ns

large ns Pasadena, oí esprcialfy uiisiable grouird <ir siriicturc, 01’ of tlic

t Ifarry O. \Vml, “Coi~criiitil: dic Ikrwptitiility nl Wcnk JL-riiiqimlxs niicl - Tllcir Dytinaticrl hicasurCniciii,” B d k h t s f //ir .Sristitnfo.&id .Socic/y of ,./srrriru,

R. 1). Ohllisin, “Tlr Ikplti nf Origiii al IPartlirliinkcr,” Qrtsrlcrly .lortrtrirf o\

I

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, I 4,29, 1314.

,lie í h h g i r a i Saripry o/ /.nndtvi, 82, I*:irt I, 7.1 R., )y&. I ‘

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clusiori is possilile froni the rccorcl of the strong-matioii iiistruiiicnt (E cotiilioiiciit) tvtiicii liad A tinxinritnr oí 77 milliiiicters ; for o11 Jaiiiiarg .%l. 19.34, occurrcd niiotlicr strong sliwk i n tlic smic region (SCC Ixlow). alid

torsion seisiiionicicr was 54 niillimeters, while that of tlic stroiipincttiati

for tlic anyditiitle, on tlic standard iiistriimcnt, of the iiiaiii sliwk. Tlic tivo iiitlicntions, wliiie clifleriiig widciy, tliits stiggcst niiiplitiideii of tlic order of 1 ,o00 niillinictcrs, wliicli at 525 kiioinetcis would corrcslGird to

I'roiii Ilicsci data cmrrgcs tlic cnlicliision that tlic ningni(iide of tlic shock in qucstioii iiiust hwc Ixcii rlmut 7.5. This sccnis ratlicr fargo: hut ii is not lilicly tlint Ixrtcr data woitkl nppecial)ly rccliicc the figttrc. Wc thus lirtvc nli estiinnic of the ningnitiidc on our scale of a sliork wliicli. nitliougli propcrly roiisitlcrecl a iikijor cartliqicakc. is oiw of tlic Icswr iiiciiilxrs of that crass.

5. Atiotlicr iiii~mriwct qiicsticiti is tlmt &s 10 tlic iiiagnititclc o1 tlic I m g Iknch carthqttakc of hlarclt 10, 1933.,, Thc dillicullic?, arc siniilnr .II~ Ilio:a lor ~lic Ncrndn sliirk; thc Iwst dnlcr arc oiitaiiicd ly coiitttnrison witti tlx: Inrgcst aítcrslmk, wliicli occtirretl five Imiirs Iñtcr, and had iienrly [lie snnic cpicctitct as tlic niaiii sliock, Tlrir aficrsliock is nssigiicd niajinitirtlc 5.5. Comprisoii of ttic prciiniinary portions* tlic inaiii: slitrrk rrcortls wiih tliow of this nfterslicñk, on tlrc 'Tiiicnnlin cr td t1n:wtld srisiiitrjyniiis, intlicnics nn niiiplitcidc ratio of almut G to 1. , Tlic anipli-

' '

*

1 , on tiint occasioii that innxiiiirim aniplitude o11 tlic E coiiilmiiciit staiitl:trtl

iiisiqumciit WRY 2. G tiiillinictcrs. This proportion gives i ,600 iiiilliiiicters

, . . .%

. .

. ,

,

illagiiililtic 7.8.

. .-

~iitlca 011 iIw slrcmg-niotion iiistriiiiiciit at Pnmwdcna arc in tlic rntio o( dM>l I t 25 to I . lIo\verer. it is vcry prol)ai>lc that the long-period. wnves. wliicli cotistitutc the titaximiitti on the strong-motion wismograni, are proprtionatcly 1 q c r in thc nwiii shock than in the aftershodc. If wc assttmc tlic ratio 6 to 1 as iicarcr corrcct. the imgnitititc of tlic nidn dinrk is atrutit 6.2 ; ii inny cxccccl this sonicwhat, hut can Iinrdly IR Icss.

~ i i tiiis coiincctiun i t is wortti qwiating that míwprimii wiiii IIX Siiitn l{arlmra cnriliqtiakc oí 1925 shows so closc,,a corrcsponrlcncc hi artst of jxrccptihility, rlistrilnttioti of effects (allowing for tliffering rliaractcr oí grntiiicl niid sf rticttirrs) , aiicl seisinqrapliic tegistratim ihat tIw two 4 s - tirrl>aticcs arc to IK: roiisi<lcrcrl of vcry iicnrly tlic saiiic iiaagniiii!lc. if otic oí ílicsc is alwtt 6.2, an is (tic otlicr.

7'lic iii;ic.ritscisiiiit* c f k ~ t s 01 tlic 1,oiig Jlcntli cnritiqunkc arc oí wii-

sitlcrnlilc iiiiptwiaiicc, as nf ld i i ig n iypicnl csnitiplc of iii:tgiiittitlc 6, 'I'lic iiit;iii r;vliii*; of ~lic arca oí p(wq)tiIi¡l¡iy \\*as alrriit .MI0 kiloiiiclcrs. I I mi aniplitiitk OI 5 0 iiiilliiiii*tcrs IC nssiiiiictl a l this clistaiicc. tlic c.nhif:itcrl

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. 1 .

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8

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I .

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aiid Geotictic Siirvey (39" N., 119' FV-). niirl rcstdts íroiii thc torsion scisitionictcrs :

Distaticc, kilometers 570 565 Cis . /is, ittiiiimcícrs ..., IS 10 10 At, tiiiilittwtcrs.I.. 16 ' 26 251 hlagiiittdcs . . . . . , . 6. I

6.1 6.3 6.4

. r MIV R

5.9 6.0 ~

' . , , 8 .

The following arc tlw data .

rJ T 11

725 2w x i 11 > !XI 71 14 > m > 10

6.2 >S.ü 6.2 6.4 >5.8 >6.2

* . * I

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1 . b

Ttic rtistniiccs given are riot accurate, having kcii nicaaurcd riwglily on a ~ i i t d i - ~ ~ d ~ map. Tlic celcuhterl iiiagtiitudca arc so wry cotnialrtit

with t l ~ : tiiagnititdc assigncd, with less ccttaiiity, to the Long l3cncíi cartli- qimk'ke ; accordingly, coqmrism of effects is oí ntuch intewst.

fiitciisity VI1 was maiiifestcú in the cpiccntrai region, at distances tip

Zilkirsciy sctilcti, no aiiniiarly spcincular con?rcqncncea cnsuwL ~ x i c i ~ c i t ~ ctntn arc nvnitnt)tc rnr itíc otticr litnits of JV atni II in a

wcstcrly dircciinn irmi tlic cpicc!itcr, as thcsc limita arc within thc srttlctl arca 01 Chitrnl Cdifiiriiin. ' 311 this dircciioti ilíc ottlcr wlii of IV arid I1 arc a bu t 270 and 300 kilomtcrs. reslmtively. Tlicrc is cvi- dciice tlint tliesc iiritnlws are higller thzii the maiis for all azimuil)s, so that inore rcprcscntativc valtres might be 240 and 270 kilometers.

The niarked similarity bctwccn the cffccts of this shock and ttme Of the Long Beach enrthquake leim little room for doubt that the rnagni- hide of the latter is correctly determined as about 6.2.

8. Tile Nevada earthquake of January 30, 1934 (at 12: 17 P.S.T.) recorded at most of our stations with leglde maximctm amplitudes. A t Pasadena, Mount Wilson, Riverside, Santa Barlmra, and La Ji~ila., the amplitudcs arc abu t 50 mill¡meters. - Tlwse stations king distaiit avcr

' 500 kilontcters, the magnitude is 6 , s to t!te nearest Iialf-rtnit. This shock thus is of slightly grmtcr magnitude tltfin the IAng Beach earthquake. Jt i s prolmble tlmt the intensity reiichec1,VIII on firm grotid iwar lltc cl6criitcr : the rnditis oí pcrccptildity wab nlnnct 350 kiloinctcrs.

9. Tlic Uldt mrthqitakc of March 12, 19.34, orCcrs i1 pssilrility of cstcic<\ing tlic iilcthml to lnrgcr distances, The drttn arc tabtilatml below:

- , 0, '

, ! that 6.2 caii In: assignctl to tlris sliork with conficlencc. Thia i s i(laitica1

to atmitt 25 kiloiiictcrs, just as for tltc Long J3ench shock. As tltc a r a is

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1 .

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T 11 I* ' M W ' R Sn I,]

. Di~taricc. kiioicirtws . . *, . 9RO 970 970 1'1'" ml . 720 A", iiiilliitrctrrr , , . , , , , . . . 21 .r 14 . 22 25 20 , >96 ' 2' .

M n ~ a i t i i h ......,,.,... 6.9 6.R G.9 7.1 ' 7.0 . >7.1 6.7. ,-fe, tiiiilintctrrr .... , .. , .. 22 t j 44 75 41

7.8 6.8 7,2 7.0 7.1 7,1 7 . 0 ,

, I b AN INSTRiJMENT,\1. E.\RTIlQCAKI: 3iAGNlTUlJlC SC$\I.ñ 2.5 , I

i! '1 .

A s ill prcviom tahulatioiis, llic upper ro\v of Coilil>lilcd iiiiigiiitti(kS is

bc,eoiid tile c11d of Tahk I IO a C O I I S ~ I I C ~ ~ I I I ~ liirgíx value. tlw csccllriit

i.. , < (Icrivccl frniii tlic N cctiiipoiiciit, Ilic otlicr Iroiii tlic IS coiiiponciit. 'l*lir iiugiiitudcs arc givcii oiify to Ilic tciiiii. :IS tlicy c i q r r i i t l on rxirnpihtitig Table I by tlic iiivcrsc ciihc law. Siiirc [lie dist;iiict!s cxlriid froiii just

ngrcciiiciit of ilic rcscillc roiiíiritis tlic vnticlit~ of ili;it cstrapolniioii. IIowcvcr, futtlicr instaiircs of this kiiitl will Iic rcqtiirctl Idorc tlic in-

Tlic mngiiitudc 7.0 lor this slicd; is w r y rc;isoii;i14c iii vicw of Ill<:

iiitcttsity maiiifcstcd, tlic cxtciit of t l ic nrrn oí pcrccptibility, iiiitl llic jiidgiiiciit of various scisniologisls oii rotnparisoii t i t tlicir rccoitls. 'L'iic gcncrd opiiiioii Iias Imii tii:it this shock falls I)ctt\*ccii tlic Loilg 1:cncIi cartliquakc and thc major Ncvada siiock in poitit oí iiiii~nitiidc, which is prcciscly the rclntion fouiid. Tlic sliwck i s a good iiistniicc oí tlic tlcrrc-nsc in pcrccptibifity nt Iñrgc tlistaiiccs ; tlic radiiis of ~~crccptil)iliiy i s \*cry tmcli lcss than tlic 770 kiloiiictcrs ralciilntccl lor n 1iinrgiii;iI niiiplitudr of 50 miilimcter~.

Uiitil niore iciatrictiiciitni (Inla oii li\rp*r sliiidis arc :iwilnlilc. ir ( l t ~ iiat sccrii prtcdcnt to nticciipt aii nlq,lication r i f [tic riinpiiitiidc srnlc to stiocks wliicli olrurrcd iii p i r a svlicvi 111) iiislriiiiiriiiiil hi:i of II i i : iypr Iicrc uscti were nvailaiilc. iii ttic cocir .~~ o í tiiiic it iii:iy iwonic ptt4)ic to assigil rtiagiiitudcs to the irirgcr slit>~lcs on tlic h i S oí ilic cstciit of ~Iic arca of perceptibility ; but at presciit such csiiitiatcs rnust tirccsscirily he so tciitatide that it seems in;i<lvisnldc to givr figiircs aiiicli niiplit rcncíily lend tliemlves to niisinterprctation. Soimtiiing can bc dotte in tlic w3y of comlxiriiig slimrks occurring iii the same gciieral rcgioii ; tiiits all the

. piteicornena indicate that tlie major earthquake in Ncvada on Octolxr 2, . I , 1915, was of somcwtiat higher magiiitude than thc Nevada sliork of Dc-

ccinkt 20, 1932, studid ahve, wliicli has bccn assigiwcl a' iiingnitit<tc of 7.5 with some uiiccttaiiity. It would I>e uiiwisc to go on to ccíiiiwtc by ¡row niwh' the niagiiittidc of tlie two shocks diffcrs. Opinion Iwsed partly

Ilic magiiitiitlc of tlic S:iii 1;r;iiicisco cnrtliqtinkc of l(N) ; it nppcars snfc la coiiciitcic tlint I d 1 nf ihnsc dm-ks rxrcmiwl tiiapnittirlc 7.0, iiictl inny Iinvc I m i i of iirngnitittlc t? or pcrtinps inrgcr. iii ilic U ~ S C of ~hc Ir)(% h c k , iiic cxtciiclcd iiioiioii oii iiic f:ittlt iiiitst tinvc rcqiiircd n rc1:iiivcly

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Bcrsc CtlllC law rnn IK: n1qdictl tvitli coiifi<lcllc~.

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' f . ' oii coiitpari.spi of seismograms i n s clnssifictl tlic 1915 shock as oí ahlit

c

* a , tile sniiic region. aiid tiwefore is kri to Iiave lnxn of tniigiiiludc !' I . II

gi'catcr [liaci 5.0. A s shocks continrte to occur, and oiir k,iawktlgc of tlic scisiiiograpliic anti otiicr cffccts in t k ninrgiiinl arcas of pcrccptilrility iiirrcascs. \ve iiiay cuciituaily I>e able to decide upii inagiihdcs for all tlic iuiportmit cartiirlcinkcs wliicir Iinve occurrctl in this rcgioci.

I t i T n í sonic ititcrest to cvaliiatc tlic orrlcr of niagiiituck of 'tire cner- gics rclcaxil iii shocks nf various magnitudes. JclIrcysl' ¡ins assigncd to tiic hlrmtann slwk of 3925 an ciicrgy of tile orclcr of 10" ergs. Corn- i)nrisoii <,I this slinrk with the Nevada and Utah cartliqcinkes rlixiissal nimw stigccsts R iiingiiitiidc soiiictvtint iii exccss of 7. I f i i ik iingiiittttlr irc taiicii nq 7.5. tlicii tiic siitnllcst shocks rerorrlcd (iiingniludc 0 . 0 ) Iinvc ciicrgict of iicily 10'' crgk. ?'Iii.p is iiot tinrcn.wnnhJe, ns s u d i ainnll ririrrks rrcortl with amplittitics lcss than tlmsc known to hnvc liccir prodricctl by LIE dctoiintioii of a íew sticks of dynaiiiile ; tlicy havc bccn idci~iificci BY

cñrtliqiinkcs rtnly 11). tficir identity in origin with larger shocks, by cvi-

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__ _ _ _ _ -_--- dcncc - oí dcptii, and by iiieir occurrcncc at irtcgulñr iwurs. I~eturiiiiig to tlic discussion of tlii! effccts oí various nin~nititclcs, .

it api>c?rs that shocks of nhgnitudeJ .5 (IO" ergs) arc tlic siiidlcst drfi- nitciy rcprtcri as i>crceptild¿.- Sticii r c p i h, ust1atly refer to af terciliocks oí targcr rnritiqtinkcs, wticn pcrsins atc.iH it ijmintiy wiisitivc Iraiiic of niiiiri, or tiwy conic front ohservers in possession d insthimciiL+ or tiic- ciiaiiirat iiitiirntnrs which tiicy cnn n ~ c to ttst tltcir inijmssicrns. Tlic siiinltcst shocks which arc likcly to In: noticed in tlie iiniimliatc vicinity of the cpicciiicr nrc of dmut irl;ignituclc 2.5 {lo!' ergs). A',lcw rclxwls arc ctsunlly rcccivcri whcii such shocks occur ici scitlcti arcas. Alegiritcidc 3 is atiiiost atwnys rclmrtcci; wttiic iiingiiitiide 3, 5 (10'" crgsl attracts gcii- cral attartinn. i s rcimried felt to rlistancct of tlie order d 30 kilírn&rs. and rcnclics iiitenaity IV oii average gtnbticl ticar the epitcnici.' .

bout magnitude 4.5 (10" . . ergs). Tlie niost serious rcsiilts at tlri .arc lwokeii ciiiniitcys and

iiijicrcd Lrirk walls, wlicn constrdcicd p&rij and situntedJoii tJad grouiirl. Exaiiiplrs'src:: tiic Ltmwky 'carthquake (4:s) oi'hfarcli ,1, 19.10 (in this case tlnningc wns prob,?l)ly inrrcn&tl hy tlic wcñkcniitg of infcrior structures in tirc shock of ningnitutlc 5.0 frmr dny t~"liitlicr-Norñnlk aliwk of Jiilp 8, 1929 (4.7).

Wic rliwiiusinir lins siipplictl scvcnl inshiices oí s iicnr 5 .n. 'l'licir cfkctrr nrc rinscly sitiiitnr. ntirl rimírwni !o ikc fdliwirig tIcscrilitiuii : f )ir p o d grnciiid npprctit itttciisiiy Vi I is tiimiifcsiat niily

i

, Tlic towet limit of damaging dmck

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--.-- ( I 11. .icllrry, V l w I h t l i , " p. IIPI, 19Z!i. 8

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AN tNSTltUAt ENTAL PARTlIQUAK1Z hiACN1TUI)F. SCA1-E 29

to httgilst, 19.32, incltisivc, t d l i ttic adtliiibii or uiipiiblisiiccl data lor Scpictiikr, 1932 :

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NUMIEC (it SIIIMX#

hlnaniliiite

1932 , 0 U.$ I 1 . 5 3 2.5 .I 3 . 5 4 4 .5 *mint

Jaiiiirry 2 S f t 6 2 0 2 1 1 49

rdarCl1 4 13 111 6 9 1 2 2 1 57 Altril 3 5 3 7 I S 1 1 J 2 ss Airy G 9 1 1 1s 3 2 . s.2 ]tine 2 1s 8 I I 3 I 2 2 sa .lUlJ' I 10 11 1.1 7 2 3 2 49

4.x September S 14 1G 10 8 12 Y 4 I 70

Itcliritrry 3 2 io in IO 5 2 42

%, AttEiist a ' ~ 2 6 2 2 x 1 22 4 2 1 1 I 4

- - - - I - _ - - - - - Totals . 13 33 96 86 35 105 711 25 9 4 547

~ l'hc slmcks in the tally arc ocily tlinsc wiiosc cpircntcrs iverc lorntcci iii tlte irrqctlñr a r a tmontwled by tfic pmnllcl of 32O. tlx nicritlinn of 1 IS",

I tlK: Cl?lifornin-Ncvncla stnic liiic, tlic p;irallcl of .u(", tlic tiicridinii of ,., f20°, tlic pnrallcl of X", nntl tlic coti!itic~it;tl iiinrj$i. 'J'hc tiiiinlwrs

I tiiiglit tc dmigcd sliglitly witti dilrcrciites iii jridgiiir.iit as ir, [tic iiiclusioii al doubtf1il cascs.

For August thc totals iii tlic siiiallcr iiingiiitudcs arc s\vcllccl by n ' swarm of thirty-five small stiocks ncar Hniwcc. It will be noticed Ilint

tlic iiiinilicr Óf shocks fails off vcry rapidly far tlie Iiiglicr tiiagnituclcs; whilc the decrease in nuMbcrs for thc lower rnagiiitudcs is obviotisly duc to tlic darase in the rnnge of the station. Without tlic statioii at Haiwce,

. . wtiich is located close to a particularly active source of small shocks, tlicre I svotild IJC notably fewer shocks in tlic first foiir colunins. ' . For the remainder of 1932 complete statistlcs arc not at presciit avail-

ithtc. Fdloying Dccetnkr ZO, 1932, tlie.recorcls were cuniplicatd 11y tlNi

wry nucncroua aftershocks of the major Nevada cartliquake of thTt date; and these had not sul~idcd whcii thc Long Beach carthqiinke oc- ciirrcd on March 10, 1933. For iicarly thc wlde of tbc remainclcr of tlic

' ycnr 1953 tlrc chief M y of rcccortlcú slimks coiisisted of thc altcrr';lioc.ks .. or these two distiirhiiccs. i3cginiiing with Jaiiiiary, 19.34, it was again

loriiicl ~w~ssil*lc io critnblisli roiiiiirc tiicnsurciiiriit. 7'iic tally I~riow is iiot iiicliidvc lor lhc small sli<&i as tlint for 1332. Tlic Ncv;irl;i gtwp of

. . rliocks ¡s cxciutfccl Iiy tlic gcwgrnpliicnl h i t 9 ; it 11:u Irtii !highi ad- h l > I e also io list scpamtcly aftctsliocics of ihc Loiig I~cii~Ii cariIiq«:ikc -thnt is, siiiall sliixkc occurriiig aloiq: tlic tiiic of tlic Inglcwood íault.

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