Uppfinning av seismoskopet

Det finns få saker som är mer oroande än känslan av den till synes fasta jorden som plötsligt rullar och slår under sina fötter. Som ett resultat har människor sökt sätt att mäta eller till och med förutsäga jordbävningar i tusentals år.

Även om vi fortfarande inte kan förutsäga jordbävningar exakt, har människor kommit långt med att upptäcka, registrera och mäta seismiska chocker. Denna process inleddes för nästan 2000 år sedan med uppfinningen av det första seismoskopet i Kina.

Det första seismoskopet

År 132 e.Kr. visade uppfinnaren, kejserlig historiker och den kungliga astronomen Zhang Heng sin fantastiska jordbävningsdetekteringsmaskin, eller seismoskop, vid Han-dynastiets domstol. Zhangs seismoskop var ett gigantiskt bronsfartyg som liknade en fat nästan 6 fot i diameter. Åtta drakar snakade med framsidan nedåt längs utsidan av fatet och markerade de främsta kompassriktningarna. I varje drakens mun fanns en liten bronsboll. Under drakarna satt åtta bronspaddor, med sina breda munnar gapande för att ta emot bollarna.

Vi vet inte exakt hur det första seismoskopet såg ut. Beskrivningar från den tiden ger oss en uppfattning om instrumentets storlek och mekanismerna som fick det att fungera. Vissa källor noterar också att utsidan av seismoskopets kropp var vackert graverad med berg, fåglar, sköldpaddor och andra djur, men den ursprungliga källan till denna information är svår att spåra.

Den exakta mekanismen som fick en boll att sjunka vid en jordbävning är inte heller känd. En teori är att en tunn pinne sattes löst längs mitten av fatet. En jordbävning skulle leda till att pinnen välter i riktning mot den seismiska chocken och utlöste en av drakarna att öppna munnen och släppa bronsbollen.

En annan teori hävdar att en stafettpendel hängdes från instrumentets lock som en frisvingande pendel. När pendeln svängde tillräckligt brett för att träffa sidan av trumman, skulle det få den närmaste draken att släppa sin boll. Ljudet från bollen som slår i paddens mun skulle varna observatörerna för jordbävningen. Detta skulle ge en grov indikation på jordbävningens ursprungsriktning, men det gav inte någon information om skakornas intensitet.

Bevis på koncept

Zhangs underbara maskin kallades houfeng didong yi, som betyder "ett instrument för att mäta vinden och jordens rörelser." I jordbävningsbenägna Kina var detta en viktig uppfinning. 

I ett fall, bara sex år efter uppfinningen av enheten, slog en stor jordbävning uppskattad med en sju storlek på vad som nu är Gansu-provinsen. Människor i Han-dynastiets huvudstad Luoyang, 1 000 mil bort, kände inte chocken. Seismoskopet varnade emellertid kejsarens regering att en jordbävning hade träffat någonstans västerut. Detta är den första kända förekomsten av vetenskaplig utrustning som upptäckte en jordbävning som inte hade känt sig av människor i området. Seismoskopets resultat bekräftades flera dagar senare när budbärare anlände till Luoyang för att rapportera en stor jordbävning i Gansu.

Kinesiska seismoskop på sidenvägen?

Kinesiska journaler indikerar att andra uppfinnare och tinkerers vid domstolen förbättrade Zhang Hengs design för seismoskopet under århundradena som följde. Idén verkar ha spridit västerut över Asien, antagligen bärs längs Silkevägen. 

Vid 1200-talet användes ett liknande seismoskop i Persien, även om den historiska posten inte ger en tydlig koppling mellan den kinesiska och den persiska enheten. Det är möjligt att de stora tänkarna i Persien träffar en liknande idé oberoende.