Wynalazcy Sejsmografu
ChangHeng wynalazł pierwszy sejsmoskop zwany smoczym słojem

W historii innowacji związanych z badaniem trzęsień ziemi, musimy przyjrzeć się dwóm rzeczom: urządzeniom, które zarejestrowały aktywność trzęsienia ziemi i systemom pomiarowym napisanym w celu pomocy w interpretacji tych danych. Pamiętaj, że skala Richtera nie jest urządzeniem fizycznym, ale formułą matematyczną.

Skale natężenia i magnitudy
Magnituda mierzy energię uwolnioną przy źródle trzęsienia ziemi. Wielkość trzęsienia ziemi jest określana na podstawie logarytmu amplitudy fal zarejestrowanych na sejsmogramie w określonym czasie. Intensywność mierzy siłę wstrząsów wywołanych przez trzęsienie ziemi w określonej lokalizacji. Intensywność jest określana na podstawie wpływu na ludzi, struktury ludzkie i środowisko naturalne. Intensywność nie ma podstaw matematycznych; określenie intensywności jest oparte na obserwowanych skutkach.

Pierwsze zgłoszone użycie jakiegokolwiek pomiaru intensywności trzęsienia ziemi zostało przypisane Włochowi Schiantarellemu, który zarejestrował intensywność trzęsienia ziemi w 1783 roku, które wystąpiło w Kalabrii we Włoszech.

Uznanie za pierwsze nowoczesne skale intensywności idzie wspólnie do Michele de Rossi z Włoch (1874) i Francois Forelo ze Szwajcarii (1881), którzy niezależnie od siebie opublikowali podobne skale intensywności. Rossi i Forel współpracowali później i stworzyli skalę Rossi-Forel w 1883 roku. Skala Rossiego i Forela używała dziesięciu stopni intensywności i stała się pierwszą skalą, która była szeroko stosowana na całym świecie. W 1902 r. włoski wulkanolog Giuseppe Mercalli stworzył dwunastostopniową skalę intensywności.

Chociaż w ciągu ostatnich kilkuset lat opracowano wiele skal intensywności do oceny skutków trzęsień ziemi, obecnie używaną w Stanach Zjednoczonych jest Zmodyfikowana Skala Intensywności Mercalli (MM). Została ona opracowana w 1931 roku przez amerykańskich sejsmologów Harry’ego Wooda i Franka Neumanna. Skala ta, składająca się z 12 rosnących poziomów intensywności, które obejmują zakres od niezauważalnych wstrząsów do katastrofalnych zniszczeń, jest oznaczona cyframi rzymskimi. Nie ma ona podstaw matematycznych; zamiast tego jest to arbitralny ranking oparty na zaobserwowanych efektach.

Skala magnitudy Richtera została opracowana w 1935 roku przez Charlesa F. Richtera z California Institute of Technology. W skali Richtera wielkość wyrażana jest w liczbach całkowitych i ułamkach dziesiętnych. Na przykład, magnituda 5.3 może być obliczona dla umiarkowanego trzęsienia ziemi, a silne trzęsienie ziemi może być ocenione jako magnituda 6.3. Ze względu na logarytmiczną podstawę skali, każdy wzrost liczby całkowitej w magnitudzie reprezentuje dziesięciokrotny wzrost zmierzonej amplitudy; jako szacunek energii, każdy krok liczby całkowitej w skali magnitudy odpowiada uwolnieniu około 31 razy więcej energii niż ilość związana z poprzednią wartością liczby całkowitej.

Na początku, skala Richtera mogła być stosowana tylko do zapisów z instrumentów o identycznej produkcji.Obecnie, instrumenty są starannie skalibrowane względem siebie. Tak więc, magnituda może być obliczona na podstawie zapisu dowolnego skalibrowanego sejsmografu.

Sejsmologia instrumentalna
Fale sejsmiczne są drganiami pochodzącymi z trzęsień ziemi, które przemieszczają się przez Ziemię; są one rejestrowane na instrumentach zwanych sejsmografami. Sejsmografy rejestrują zygzakowaty ślad, który pokazuje zmienną amplitudę drgań gruntu pod instrumentem. Czułe sejsmografy, które znacznie powiększają te ruchy ziemi, mogą wykryć silne trzęsienia ziemi ze źródeł w dowolnym miejscu na świecie. Czas, lokalizację i wielkość trzęsienia ziemi można określić na podstawie danych zarejestrowanych przez stacje sejsmograficzne.

Około 132 roku n.e. chiński naukowiec Chang Heng wynalazł pierwszy sejsmoskop, instrument, który mógł zarejestrować wystąpienie trzęsienia ziemi. Wynalazek Henga został nazwany smoczym słojem (patrz rysunek powyżej). Smoczy słój był cylindrycznym słojem z ośmioma głowami smoków ułożonymi wokół jego krawędzi; każdy smok miał piłkę w ustach.Wokół stopy słoja było osiem żab, każda bezpośrednio pod głową smoka.Kiedy nastąpiło trzęsienie ziemi, piłka spadła z pyska smoka i została złapana przez usta żaby.

Kilka wieków później, urządzenia wykorzystujące ruch wody, a później rtęci, zostały opracowane we Włoszech. W 1855 roku Luigi Palmieri z Włoch zaprojektował sejsmometr rtęciowy. Sejsmometr Palmieri’ego miał rurki w kształcie litery U wypełnione rtęcią i ułożone wzdłuż punktów kompasu. Kiedy następowało trzęsienie ziemi, rtęć poruszała się i nawiązywała kontakt elektryczny, który zatrzymywał zegar i uruchamiał bęben nagrywający, na którym rejestrowany był ruch pływaka na powierzchni rtęci. Było to pierwsze urządzenie, które zarejestrowało czas trzęsienia ziemi oraz intensywność i czas trwania każdego ruchu.

Nowoczesny sejsmograf
John Milne był angielskim sejsmologiem i geologiem, który wynalazł pierwszy nowoczesny sejsmograf i promował budowę stacji sejsmologicznych.W 1880 roku Sir James Alfred Ewing, ThomasGray i John Milne, wszyscy brytyjscy naukowcy pracujący w Japonii, zaczęli badać trzęsienia ziemi. Założyli Japońskie Towarzystwo Sejsmologiczne, które sfinansowało wynalezienie sejsmografów. Milne wynalazł sejsmograf z wahadłem poziomym w 1880 roku.

Sejsmograf z wahadłem poziomym został ulepszony po II wojnie światowej za pomocą sejsmografu Press-Ewing, opracowanego w Stanach Zjednoczonych do rejestrowania fal długookresowych. Obecnie jest on szeroko stosowany na całym świecie. Sejsmograf Press-Ewing używa wahadła Milne’a, ale czop podpierający wahadło jest zastąpiony elastycznym drutem w celu uniknięcia tarcia.

Wczesna historia sejsmometrii
To jest doskonała pełna historia sejsmografu.

Strony internetowe o sejsmografach, sejsmometrii, trzęsieniach ziemi i nie tylko

.