Un seismometru sau un seismoscop este un instrument care detectează și măsoară mișcările solului ca urmare a undelor seismice produse de un cutremur, o erupție vulcanică sau o explozie puternică.
În prezent, există mii de astfel de instrumente dispersate în locuri cheie din întreaga lume, care supraveghează în mod constant, colectează date și îi ajută pe seismologi să înțeleagă mai bine cum funcționează cutremurele. Și nu, încă nu putem prezice cutremurele.
S-ar putea să fiți surprins să aflați, totuși, că primul detector de cutremure a fost inventat în China în anul 132 d.Hr. de către un astronom, matematician, inginer și inventator chinez pe nume Zhang Heng.
Zhang Heng a trăit în China în timpul dinastiei Han, iar istoria își amintește de el ca de un erudit în multe domenii. A fost pasionat de astronomie, matematică, știință, inginerie, cartografie și poezie, printre alte domenii de studiu și activități artistice. A fost funcționar guvernamental în cea mai mare parte a vieții sale și a fost invitat la curtea imperială la vârsta de 30 de ani de către Împăratul An, grație abilităților sale de matematician.
A cartografiat stelele și, în paralel cu cariera sa academică, a fost inventator. A îmbunătățit acuratețea clepsidrelor cu aflux – un tip de ceas cu apă care măsoară timpul prin curgerea lichidului – și este creditat cu crearea primei sfere armilare acționate de apă (un model dinamic care ilustrează mișcarea obiectelor cerești). Însă Zhang Heng este cel mai cunoscut pentru inventarea primului seismoscop din lume.
Și-a prezentat dispozitivul la curtea imperială din capitala Luoyang în anul 132 d.Hr., cu șapte ani înainte de moartea sa, în anul 139 d.Hr. Deși nu au supraviețuit rămășițe fizice sau ilustrații ale seismoscopului său, descrierile istorice îl descriu ca fiind un instrument mare din bronz, cu o formă asemănătoare unei urne sau a unui vas. Pe partea exterioară a acestuia erau montați opt dragoni, fiecare având o bilă de bronz prinsă în fălci. Chiar sub aceste proeminențe mitice se aflau opt broaște de bronz, cu gurile deschise pentru a primi bilele dacă acestea ar fi căzut.
Textele antice sunt puțin mai neclare în ceea ce privește funcționarea interioară a seismoscopului. Cu toate acestea, se crede în general că în interiorul corpului gol al seismoscopului atârna un pendul, în timp ce mecanismele de pârghie conectate la fiecare dintre dragoni flancau acest pendul pe toate laturile. Undele de șoc ale unui cutremur făceau ca pendulul să se balanseze, activând unul dintre mecanismele din interior.
Fiecare dragon îi dădea bila sa broaștei de lângă el, informând nu numai că a avut loc un cutremur, dar și din ce direcție generală au venit trepidațiile. Vedeți, fiecare dragon și fiecare broască erau legate de un punct cardinal – nord, nord-vest, vest și așa mai departe – astfel încât să se știe unde să fie trimise ajutoarele pentru eventualul dezastru.
Invenția lui Zhang Heng a fost întâmpinată inițial cu scepticism. Părerile sale despre anumite subiecte l-au făcut nepopular în rândul unora dintre colegii săi și, mai rău decât atât, seismoscopul său nu a fost dovedit. Dar, după cum spune povestea, câțiva ani mai târziu, o minge a căzut în cele din urmă. Acest lucru în sine nu era o dovadă că funcționa, bineînțeles – niciun cutremur nu fusese resimțit în capitală – dar câteva zile mai târziu a sosit un mesager care a raportat un cutremur grav care își avea originea la sute de kilometri depărtare, la vest de Luoyang, în direcția spre care se îndrepta acum gura goală a dragonului.
Zhang Heng și-a numit seismoscopul Houfeng Didong Yi, ceea ce înseamnă un “instrument de măsurare a vânturilor sezoniere și a mișcărilor Pământului”. În timp ce mulți oameni din vremea sa credeau că aceste mișcări ale pământului aveau catalizatori spirituali, el și câțiva alți savanți erau de părere că evenimentele erau cauzate de vânturi și de schimbările de presiune atmosferică – ținând cont că acest lucru se întâmpla cu mult, mult înainte ca sămânța teoriei tectonicii plăcilor să încolțească la începutul secolului XX.
În secolele care au urmat morții lui Zhang Heng, se spune că alți intelectuali chinezi ar fi creat seismoscoape după modelul său. Cu toate acestea, deoarece nimic tangibil nu a supraviețuit trecerii timpului, istoricii din epoca noastră s-au străduit să reconcilieze aceste relatări vechi de secole cu o replică funcțională a dispozitivului lui Zhang.
Unii chiar au speculat că nu a existat niciodată, deoarece mecanismele exacte care îl acționau nu au fost explicate. Încercările de a-l reinventa în secolele al XIX-lea și al XX-lea s-au dovedit nereușite. A rămas neclar, de exemplu, cum de un design antic cu pendul putea fi suficient de sensibil pentru a detecta cutremurele la sute de kilometri distanță. Mai mult, cum putea mișcarea să declanșeze doar un singur mecanism și să le cruțe pe celelalte?
În 2005, un grup de seismologi și arheologi de la Academia Chineză de Științe au anunțat că au creat o replică dovedită și funcțională. În versiunea lor, pendulul în sine nu interacționează cu nicio pârghie; în schimb, este suspendat deasupra unei alte bile așezate pe un piedestal subțire. Atunci când pendulul se mișcă, acesta împinge bila centrală pe unul dintre cele opt canale, unde atinge un sistem de declanșare care mișcă gura dragonului. Desigur, nu se știe dacă acesta este exact modul în care a funcționat modelul lui Zhang.
Chiar dacă dispozitivul lui Zhang este vechi de aproape 2.000 de ani, principiul de funcționare din spatele său este încă utilizat în mod obișnuit în prezent. O formă populară de seismograf modern utilizează exact aceleași proprietăți ale inerției, prin care o bază statică și un pendul suspendat se mișcă independent unul de celălalt atunci când pământul se cutremură. Numai că în zilele noastre pendulul este un magnet, iar curentul indus pe care balansul său îl produce în baza conductoare este înregistrarea. Conversia fluctuațiilor într-un semnal digital permite acestor seismografe să documenteze intensitatea trepidațiilor, durata acestora etc. Invenția lui Zhang a consemnat simpla apariție a unui cutremur, de unde și numele de seismoscop.
În timp ce proiectul original al lui Zhang a supraviețuit mai mult sau mai puțin testului timpului, specialiștii din prezent încearcă să găsească noi tehnici de monitorizare. Cercetătorii de la Stanford, de exemplu, au dezvoltat o metodă de detectare a cutremurelor folosind cablurile de fibră optică existente. Cu toate acestea, predicția cutremurelor înainte de a se produce este un lucru pe care suntem departe de a-l stăpâni. Cel mai bun lucru pe care îl putem face în acest moment este să folosim seismografele pentru a avertiza asupra undelor de șoc iminente imediat după ce a avut loc un cutremur. În mod obișnuit, însă, acest avertisment este doar o chestiune de secunde.
Leave a Comment