UppfinnareSeismograf
ChangHeng uppfann det första seismoskopet som kallades drakburken

I historien om innovationerna kring jordbävningsstudier måste vi titta på två saker: de apparater som registrerade jordbävningsaktivitet och de mätsystem som skrevs för att tolka dessa data. Kom ihåg att Richterskalan inte är en fysisk apparat utan en matematisk formel.

Intensitets- och magnitudskalor
Magnitud mäter den energi som frigörs vid källan till jordbävningen. En jordbävnings magnitud bestäms utifrån logaritmen av amplituden av de vågor som registrerats på ett seismogram under en viss period. Intensiteten mäter styrkan i den skakning som jordbävningen ger upphov till på en viss plats. Intensiteten bestäms av effekterna på människor, mänskliga strukturer och den naturliga miljön. Intensiteten har ingen matematisk grund, utan bestäms utifrån observerade effekter.

Den första rapporterade användningen av någon form av mätning av jordbävningsintensitet har tillskrivits italienaren Schiantarelli, som registrerade intensiteten av den jordbävning som inträffade i Kalabrien i Italien 1783.

Krediterna för de första moderna intensitetsskalorna går gemensamt till Michele de Rossi i Italien (1874) och Francois Forel i Schweiz (1881), som båda oberoende av varandra publicerade liknande intensitetsskalor. Rossi och Forel samarbetade senare och tog fram Rossi-Forelskalan 1883. Rossi-Forel-skalan använde tio grader av intensitet och blev den första skalan som användes i stor utsträckning internationellt. År 1902 skapade den italienske vulkanologen Giuseppe Mercalli en intensitetsskala med tolv grader.

Och även om många intensitetsskalor har utvecklats under de senaste hundra åren för att utvärdera effekterna av jordbävningar, är den som för närvarande används i USA den modifierade intensitetsskalan Mercalli (MM). Den utvecklades 1931 av de amerikanska seismologerna Harry Wood och Frank Neumann. Skalan består av 12 stigande intensitetsnivåer som sträcker sig från omärkliga skakningar till katastrofal förstörelse och betecknas med romerska siffror. Den har ingen matematisk grund, utan är en godtycklig rangordning baserad på observerade effekter.

Richter magnitudskala utvecklades 1935 av Charles F. Richter från California Institute of Technology. På Richterskalan uttrycks magnituden i hela tal och decimalfraktioner. Till exempel kan magnitud 5,3 beräknas för en måttlig jordbävning, och en stark jordbävning kan bedömas som magnitud 6,3. På grund av skalans logaritmiska grund motsvarar varje ökning av magnituden med ett helt tal en tiofaldig ökning av den uppmätta amplituden. Som en uppskattning av energin motsvarar varje steg med ett helt tal på magnitudskalan ett frigörande av cirka 31 gånger mer energi än den mängd som var förknippad med det föregående värdet med ett helt tal.

I början kunde Richterskalan endast tillämpas på registreringar från instrument av identiskt fabrikat, men nu kalibreras instrumenten noggrant med avseende på varandra. Därför kan magnituden beräknas från en kalibrerad seismograf.

Instrumentell seismologi
Seismiska vågor är vibrationer från jordbävningar som rör sig genom jorden; de registreras på instrument som kallas seismografer. Seismograferna registrerar ett sicksackspår som visar den varierande amplituden av jordsvängningar under instrumentet. Känsliga seismografer, som kraftigt förstorar dessa markrörelser, kan upptäcka kraftiga jordbävningar från källor var som helst i världen. Tid, plats och magnitud för en jordbävning kan bestämmas utifrån de data som registreras av seismografstationer.

Omkring år 132 e.Kr. uppfann den kinesiske vetenskapsmannen Chang Heng det första seismoskopet, ett instrument som kunde registrera förekomsten av en jordbävning. Hengs uppfinning kallades dragonjar (se bild ovan). Drakburken var en cylindrisk burk med åtta drakhuvuden arrangerade runt kanten; varje drake hade en boll i munnen.Runt burkens fot fanns åtta grodor, var och en direkt under ett drakhuvud.När en jordbävning inträffade föll en boll från en drakes mun och fångades upp av grodans mun.

För några århundraden senare utvecklades apparater som använde sig av vattenrörelser och senare kvicksilver i Italien. År 1855 konstruerade Luigi Palmieri i Italien en kvicksilverseismometer. Palmieris seismometer hade U-formade rör som var fyllda med kvicksilver och placerade längs kompassriktningarna. När en jordbävning inträffade rörde sig kvicksilvret och skapade en elektrisk kontakt som stoppade en klocka och startade en registreringstrumma på vilken rörelsen hos en flottör på kvicksilverytan registrerades. Detta var den första anordningen som registrerade tidpunkten för jordbävningen samt intensiteten och varaktigheten av varje rörelse.

Moderna seismografer
John Milne var den engelske seismologen och geologen som uppfann den första moderna seismografen och främjade byggandet av seismologiska stationer. 1880 började Sir James Alfred Ewing, ThomasGray och John Milne, som alla var brittiska vetenskapsmän som arbetade i Japan, att studera jordbävningar. De grundade Seismological Society of Japan, som finansierade uppfinnandet av seismografer. Milne uppfann den horisontella pendelseismografen 1880.

Den horisontella pendelseismografen förbättrades efter andra världskriget med Press-Ewing-seismografen, som utvecklades i USA för att registrera vågor med långa perioder. Den används i stor utsträckning över hela världen i dag. Press-Ewing-seismografen använder sig av en Milne-pendel, men den pivot som stöder pendeln har ersatts av en elastisk tråd för att undvika friktion.

TheEarly History of Seismometry
Detta är en utmärkt fullständig historik över seismografen.

Webbsidor om seismografer, seismometri, jordbävningar och mycket mer