InventeursSéismographe
ChangHeng a inventé le premier sismoscope appelé le bocal à dragon

Dans l’histoire des innovationssurvenant autour de l’étude des séismes, il faut regarder deux choses : les appareils qui ont enregistré l’activité sismique et les systèmes de mesure écrits pour aider à interpréter ces données. Rappelez-vous que l’échelle de Richter n’est pas un appareil physique, mais une formule mathématique.

Échelles d’intensité et de magnitude
La magnitude mesure l’énergie libérée à la source du séisme. La magnitude d’un séisme est déterminée à partir du logarithme de l’amplitude des ondes enregistrées sur un sismogramme à une certaine période. L’intensité mesure la force de la secousse produite par le tremblement de terre à un endroit donné. L’intensité est déterminée à partir des effets sur les personnes, les structures humaines et l’environnement naturel. L’intensité n’a pas de base mathématique ; la détermination de l’intensité est basée sur les effets observés.

La première utilisation rapportée d’une mesure de l’intensité d’un tremblement de terre a été attribuée à l’Italien Schiantarelli, qui a enregistré l’intensité du tremblement de terre de 1783 qui s’est produit en Calabre, en Italie.

Le crédit des premières échelles d’intensité modernes revient conjointement à Michele de Rossi d’Italie (1874) et à François Forelo de Suisse (1881), qui ont tous deux publié indépendamment des échelles d’intensité similaires. Rossi et Forel ont ensuite collaboré et produit l’échelle Rossi-Forel en 1883. L’échelle Rossi-Forel utilisait dix degrés d’intensité et est devenue la première échelle à être largement utilisée au niveau international. En 1902, le volcanologue italien Giuseppe Mercalli a créé une échelle d’intensité à douze degrés.

Bien que de nombreuses échelles d’intensité aient été développées au cours des cent dernières années pour évaluer les effets des tremblements de terre, celle qui est actuellement utilisée aux États-Unis est l’échelle d’intensité Mercalli modifiée (MM). Elle a été développée en 1931 par les sismologues américains Harry Wood et Frank Neumann. Cette échelle, composée de 12 niveaux d’intensité croissants qui vont de la secousse imperceptible à la destruction catastrophique, est désignée par des chiffres romains. Elle n’a pas de base mathématique ; il s’agit plutôt d’un classement arbitraire basé sur les effets observés.

L’échelle de magnitude de Richter a été développée en 1935 par Charles F. Richter de l’Institut de technologie de Californie. Sur l’échelle de Richter, la magnitude est exprimée en nombres entiers et en fractions décimales. Par exemple, une magnitude de 5,3 peut être calculée pour un tremblement de terre modéré, et un tremblement de terre fort peut être évalué comme une magnitude de 6,3. En raison de la base logarithmique de l’échelle, chaque augmentation d’un nombre entier de magnitude représente une augmentation décuplée de l’amplitude mesurée ; en tant qu’estimation de l’énergie, chaque étape de nombre entier dans l’échelle de magnitude correspond à la libération d’environ 31 fois plus d’énergie que la quantité associée à la valeur de nombre entier précédente.

Au début, l’échelle de Richter pouvait être appliquée uniquement aux enregistrements provenant d’instruments de fabrication identique.Maintenant, les instruments sont soigneusement calibrés les uns par rapport aux autres. Ainsi,la magnitude peut être calculée à partir de l’enregistrement de n’importe quel sismographe calibré.

Sismologie instrumentale
Les ondes sismiques sont les vibrationsdes tremblements de terre qui se propagent dans la Terre ; elles sont enregistrées sur des instrumentsappelés sismographes. Les sismographes enregistrent une trace en zigzag qui montre l’amplitude variable des oscillations du sol sous l’instrument. Les sismographes sensibles, qui amplifient considérablement ces mouvements du sol, peuvent détecter des tremblements de terre de forte intensité provenant de n’importe où dans le monde. L’heure, le lieu et la magnitude d’un tremblement de terre peuvent être déterminés à partir des données enregistrées par les stations de sismographe.

Vers 132 après JC, le scientifique chinoisChang Heng a inventé le premier sismoscope, un instrument qui pouvait enregistrer l’occurrence d’un tremblement de terre. L’invention de Heng s’appelait le dragonjar (voir image ci-dessus). Le dragonjar était une jarre cylindrique avec huit têtes de dragon disposées autour de son bord ; chaque dragon avait une balle dans sa bouche.Autour du pied de la jarre se trouvaient huit grenouilles, chacune directement sous une tête de dragon.Lorsqu’un tremblement de terre se produisait, une balle tombait de la bouche d’un dragon et était attrapée par la bouche de la grenouille.

Quelques siècles plus tard, des dispositifs utilisant le mouvement de l’eau et plus tard le mercure ont été développés enItalie. En 1855, l’Italien Luigi Palmieri a conçu un sismomètre à mercure. Le sismomètre de Palmieri avait des tubes en forme de U remplis de mercure et disposés le long des points cardinaux. Lorsqu’un tremblement de terre se produisait, le mercure bougeait et établissait un contact électrique qui arrêtait une horloge et mettait en marche un tambour d’enregistrement sur lequel le mouvement d’un flotteur à la surface du mercure était enregistré. C’était le premier appareil qui enregistrait l’heure du tremblement de terre ainsi que l’intensité et la durée de tout mouvement.

Sismographe moderne
JohnMilne était le sismologue et géologue anglais qui a inventé le premier sismographe moderne et a encouragé la construction de stations sismologiques.En 1880,Sir James Alfred Ewing, ThomasGray et John Milne, tous des scientifiques britanniques travaillant au Japon, ont commencé à étudier les tremblements de terre. Ils ont fondé la Seismological Society of Japan et la société a financé l’invention des sismographes. Milne a inventé le sismographe à pendule horizontal en 1880.

Le sismographe à pendule horizontal a été amélioré après la Seconde Guerre mondiale avec le sismographe Press-Ewing, développé aux États-Unis pour enregistrer les ondes à longue période. Il est aujourd’hui largement utilisé dans le monde entier. Le sismographe Press-Ewing utilise un pendule de Milne, mais le pivot supportant le pendule est remplacé par un fil élastique pour éviter les frottements.

La première histoire de la sismométrie
C’est une excellente histoire complète du sismographe.

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