Vem uppfann seismografen?

När man diskuterar jordbävningsstudier och innovationerna som byggs runt det finns det flera sätt att titta på det. Det finns seismografen, som används för att upptäcka jordbävningar och registrera information om dem, såsom kraft och varaktighet. Det finns också ett antal instrument skapade för att analysera och registrera andra jordbävningsdetaljer som intensitet och storlek. Detta är några av verktygen som formar hur vi studerar jordbävningar.

Definition av en seismograf

Seismiska vågor är vibrationerna från jordbävningar som reser genom jorden. De spelas in på instrument som kallas seismografer, som följer en sicksackspår som visar den varierande amplituden hos marksvängningar under instrumentet. Sensordelen av en seismograf kallas seismometern, medan grafförmågan tillkom som en senare uppfinning.

Känsliga seismografer, som förstorar dessa markrörelser, kan upptäcka starka jordbävningar från källor överallt i världen. Tiden, platsen och storleken för en jordbävning kan bestämmas utifrån de data som registrerats av seismografstationer.

Chang Heng's Dragon Jar

Cirka 132 e.Kr. uppfann den kinesiska forskaren Chang Heng det första seismoskopet, ett instrument som kunde registrera förekomsten av en jordbävning som kallas en drakburk. Drakburkan var en cylindrisk burk med åtta drakehuvuden anordnade runt dess brädor, var och en höll en boll i munnen. Runt fotens burk fanns åtta grodor, var och en direkt under ett drakehuvud. När en jordbävning inträffade tappade en boll från en drakens mun och fångades av grodans mun.

Vatten och kvicksilver seismometrar

Några århundraden senare utvecklades apparater med vattenrörelse och senare kvicksilver i Italien. Mer specifikt designade Luigi Palmieri en kvicksilverseismometer 1855. Palmieris seismometer hade U-formade rör anordnade längs kompasspunkter och fyllda med kvicksilver. När en jordbävning träffade skulle kvicksilveret röra sig och skapa elektrisk kontakt som stoppade en klocka och startade en inspelningstrumma på vilken rörelsen av en flottör på kvicksilverytan registrerades. Detta var den första enheten som registrerade jordbävningens tid och rörelsens intensitet och varaktighet.

Moderna seismografer

John Milne var den engelska seismologen och geologen som uppfann den första moderna seismografen och främjade byggandet av seismologiska stationer. År 1880 började Sir James Alfred Ewing, Thomas Gray och John Milne - alla brittiska forskare som arbetade i Japan - studera jordbävningar. De grundade Seismological Society of Japan som finansierade uppfinningen av seismografer. Milne uppfann den horisontella pendelseismografen samma år.

Efter andra världskriget förbättrades den horisontella pendelseismografen med Press-Ewing seismograf, utvecklad i USA för inspelning av vågor med lång tid. Denna seismograf använder en Milne-pendel, men svängen som stöder pendeln ersätts av en elastisk tråd för att undvika friktion.

Andra innovationer inom jordbävningsstudie

Förstå intensitets- och storleksskalor

Intensitet och storlek är andra viktiga områden i studien av jordbävningar. Magnitude mäter energin som frigörs vid jordbävningskällan. Det bestäms utifrån logaritmen för amplituden av vågor registrerade på ett seismogram under en viss period. Under tiden mäter intensiteten styrkan hos skakningar som produceras av jordbävningen på en viss plats. Detta bestäms av effekter på människor, mänskliga strukturer och den naturliga miljön. Intensitet har inte en matematisk basbestämningsintensitet baserad på observerade effekter.

Rossi-Forel-skala

Kredit för de första moderna intensitetsskalorna går gemensamt till Michele de Rossi från Italien och Francois Forel i Schweiz, som båda oberoende publicerade liknande intensitetsskalor 1874 respektive 1881. Rossi och Forel samarbetade senare och producerade Rossi-Forel-skalan 1883, och det blev den första skalan som användes allmänt internationellt.

Rossi-Forel-skalan använde 10 grader intensitet. År 1902 skapade den italienska vulkanologen Giuseppe Mercalli en 12-graders skala.

Modifierad Mercalli intensitetsskala

Även om det har funnits många intensitetsskalor som skapats för att mäta effekterna av jordbävningar, är den som för närvarande används av Förenta staterna den modifierade Mercalli (MM) intensitetsskalan. Det utvecklades 1931 av de amerikanska seismologerna Harry Wood och Frank Neumann. Denna skala består av 12 ökande intensitetsnivåer som sträcker sig från omöjlig skakning till katastrofisk förstörelse. Det har ingen matematisk grund; istället är det en godtycklig rangordning baserad på observerade effekter.