Sismographe

Sismographe

Sismographe- un appareil de mesure spécial qui permet de détecter et d'enregistrer tous types d'ondes sismiques. Dans la plupart des cas, le sismographe comporte un poids avec une fixation à ressort qui, lors d'un tremblement de terre, reste immobile, tandis que le reste de l'appareil (corps, support) commence à bouger et se déplace par rapport à la charge. Certains sismographes sont sensibles aux mouvements horizontaux, d’autres aux mouvements verticaux. Les ondes sont enregistrées par un stylo vibrant sur une bande de papier en mouvement. Il existe également des sismographes électroniques (sans ruban papier).

Jusqu'à récemment, les dispositifs mécaniques ou électromécaniques étaient principalement utilisés comme éléments de détection des sismographes. Il est tout à fait naturel que le coût de tels instruments contenant des éléments de mécanique de précision soit si élevé qu'ils soient pratiquement inaccessibles au chercheur moyen, et la complexité Système mécanique et, par conséquent, les exigences de qualité de sa mise en œuvre signifient en réalité l'impossibilité de fabriquer de tels dispositifs à l'échelle industrielle.

Le développement rapide de la microélectronique et de l’optique quantique a actuellement conduit à l’émergence de concurrents sérieux aux sismographes mécaniques traditionnels dans les régions des moyennes et hautes fréquences du spectre. Cependant, de tels dispositifs basés sur la technologie des micromachines, la fibre optique ou la physique des lasers présentent des caractéristiques très peu satisfaisantes dans le domaine des infra-basses fréquences (jusqu'à plusieurs dizaines de Hz), ce qui pose problème pour la sismologie (notamment l'organisation des réseaux télésismiques). ).

Il existe également une approche fondamentalement différente pour construire le système mécanique d'un sismographe : remplacer la masse inertielle solide par un électrolyte liquide. Dans de tels dispositifs, un signal sismique externe provoque un écoulement Fluide de travail, qui à son tour est converti en électricitéà l'aide d'un système d'électrodes. Les éléments sensibles de ce type sont appelés électroniques moléculaires. Les avantages des sismographes à masse inertielle liquide sont leur faible coût, leur longue durée de vie (environ 15 ans) et l'absence d'éléments de mécanique de précision, ce qui simplifie grandement leur fabrication et leur fonctionnement.

Systèmes de mesure sismique informatisés

Avec l’avènement des ordinateurs et des convertisseurs analogique-numérique, les fonctionnalités des équipements sismiques ont considérablement augmenté. Il est désormais possible d'enregistrer et d'analyser simultanément en temps réel les signaux de plusieurs capteurs sismiques et de prendre en compte les spectres des signaux. Cela a constitué une avancée fondamentale dans le contenu informatif des mesures sismiques.

Exemples de sismographes

• Sismographe électronique moléculaire. .
• Sismographe de fond autonome. . Archivé de l'original le 3 décembre 2012.

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Syn. terme récepteur sismique. Dictionnaire géologique : en 2 volumes. M. : Nédra. Edité par KN Paffengoltz et al. Encyclopédie géologique

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SEISMOGRAPHE, hein, mon mari. Appareil permettant d'enregistrer les vibrations de la surface terrestre lors de tremblements de terre ou d'explosions. Dictionnaire explicatif d'Ojegov. SI. Ozhegov, N.Yu. Shvedova. 1949 1992… Dictionnaire explicatif d'Ojegov

Sismographe- - un appareil destiné à enregistrer les vibrations de la surface terrestre provoquées par les ondes sismiques. Il s'agit d'un pendule, par exemple un poids en acier, suspendu à un ressort ou à un fil fin à partir d'un support solidement fixé dans le sol.... ... Microencyclopédie du pétrole et du gaz

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"Claquer!" — la paix du palais impérial est troublée par le bruit d'une boule de métal qui tombe de la tête du dragon et tombe avec un bruit sourd dans la bouche de l'un des huit crapauds, uniformément répartis en cercle dans toutes les directions. Quelques jours plus tard, un messager épuisé galopera jusqu'au palais de la province du Henan pour rendre compte à l'empereur du tremblement de terre survenu récemment dans l'une des régions de son vaste pays. Mais l'évêque était déjà au courant de ce qui s'était passé depuis plusieurs jours : il a appris le tremblement de terre immédiatement après la chute de la boule de métal. Qu'est-ce que c'est, l'un des épisodes d'un film fantastique ? Non, il s'agit de la Chine ancienne, de l'empire Han, de 132 après JC.

Depuis l’Antiquité, la Chine est une région sujette aux tremblements de terre. Les chroniques historiques contiennent de nombreuses informations sur les tremblements de terre qui ont détruit des villes entières avant même notre ère. Pour un vaste territoire de l'Empire Han, chacun de ces tremblements de terre comportait un énorme danger - ennemis extérieurs Ils n’hésitaient pas à profiter du malheur d’autrui, en lançant des raids sur les villes endommagées et en volant les habitants désorientés.

Afin de mettre fin à de tels cas et d'aider notre propre population en temps opportun, il était nécessaire de se renseigner immédiatement sur la tragédie qui s'était produite et de se rendre immédiatement sur les lieux des événements. Où d’autre, si ce n’est en Chine, le premier sismographe devrait-il apparaître ? Son créateur était l'éminent scientifique chinois Zhang Heng.

Zhang Heng est né dans la famille d'un fonctionnaire chinois pauvre en 78 après JC. Depuis son enfance, faisant preuve d'un travail acharné et d'une soif de connaissances, Zhang Heng s'est toujours démarqué parmi ses pairs. Le jeune homme a rapidement gravi les échelons de sa carrière, il n'est donc pas surprenant qu'à l'âge de 37 ans il ait occupé l'un des postes les plus respectés de l'empire Han - le poste d'historiographe-astrologue de la cour. Au cours de sa vie, Zhang Heng a inventé de nombreuses inventions intéressantes, amélioré Cartes géographiques La Chine a apporté une grande contribution au développement des mathématiques. De plus, il fut le premier à affirmer que la lumière de la lune se reflète lumière du soleil. Mais sa création la plus célèbre est le sismographe, qu'il offrit à l'empereur en 132 après JC après qu'un autre tremblement de terre ait causé de gros dégâts à la capitale. Selon d'anciens auteurs chinois, un étonnant sismographe aurait permis d'enregistrer des tremblements de terre survenant à des centaines de kilomètres de l'emplacement de l'appareil.

Le sismographe de Zhang Heng ne ressemble guère aux instruments modernes de mesure de l'activité souterraine. Il s’agit d’un immense récipient en cuivre, à l’intérieur duquel se trouvait un pendule fixé au sommet. 8 leviers étaient reliés au pendule, répartis uniformément sur la circonférence. Sous l'influence des moindres secousses du tremblement de terre qui faisait rage au loin, le pendule s'est écarté sur le côté, activant l'un des leviers, qui, à son tour, était attaché à l'autre extrémité à la tête extérieure du dragon avec une boule de métal. à l'intérieur. Un système de ressorts faisait tomber la balle dans les figures de crapauds avec la gueule grande ouverte. La balle qui tombait créait un son retentissant qui pouvait être entendu dans tout le palais.

Le sismographe aimait l'empereur et depuis lors, il a toujours été en état de marche, prêt à avertir en cas de problème. Ce sismographe est devenu le premier de l'histoire, immortalisant le nom de son créateur. Le sort de Zhang Heng lui-même a radicalement changé 4 ans après l'invention de l'appareil : à la suite d'intrigues de palais, le scientifique a été expulsé de la capitale et nommé directeur d'une province reculée de l'empire, où il a travaillé jusqu'à la fin de son mandat. vie.

Mais la question la plus importante demeure : le sismographe de Zhang Heng a-t-il réellement enregistré un tremblement de terre, ou les descriptions de son travail sont-elles trop embellies ? Il est intéressant de noter que dans toutes les descriptions survivantes, une grande attention est accordée à l'apparence du sismographe, et non au principe de son fonctionnement. L'appareil est certes beau et son design est vraiment original, mais les chercheurs modernes aimeraient en savoir plus sur son remplissage interne. Il ne fait aucun doute que la partie principale du mécanisme interne était un pendule suspendu, capable de réagir avec une précision incroyable aux tremblements survenus sur de longues distances. Comment était-il exactement fixé dans le navire et qu'est-ce qui lui permettait de remarquer des tremblements qu'une personne ne pouvait pas ressentir ? Malheureusement, cela reste le principal mystère.

Bien entendu, les passionnés ont fait de nombreuses tentatives pour créer un appareil similaire. Tous les sismographes de Zhang Heng que l'on voit aujourd'hui dans les musées sont des œuvres maîtres modernes. Lors de la fabrication de l'intérieur de ces sismographes, des matériaux avancés ont été essayés et le pendule lui-même a été fabriqué avec une précision extrême, ce qui, avec tout le respect que je dois aux anciens artisans chinois, n'aurait pas pu être réalisé il y a deux mille ans. Situés dans de nombreuses régions du monde, ces instruments n’ont jamais pu enregistrer un seul tremblement de terre. Bien que certaines catastrophes naturelles aient été assez graves et aient même fait de nombreuses victimes.

Mais peut-être sous-estimons-nous simplement le génie de l’inventeur qui, il y a près de deux millénaires, a réussi à créer un sismographe incroyablement précis en utilisant les technologies les plus simples ?

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C’est difficile à imaginer, mais environ un million de tremblements de terre se produisent chaque année sur notre planète ! Bien entendu, il s’agit pour la plupart de faibles tremblements. Les tremblements de terre de force destructrice se produisent beaucoup moins fréquemment, en moyenne une fois toutes les deux semaines. Heureusement, la plupart d'entre eux se produisent au fond des océans et ne causent aucun problème à l'humanité, à moins qu'un tsunami ne se produise à la suite de déplacements sismiques.

Tout le monde connaît les conséquences catastrophiques des tremblements de terre : l’activité tectonique réveille les volcans, des raz-de-marée géants emportent des villes entières dans l’océan, des failles et des glissements de terrain détruisent des bâtiments, provoquent des incendies et des inondations et coûtent des centaines et des milliers de vies humaines.

C’est pourquoi les hommes ont toujours cherché à étudier les tremblements de terre et à prévenir leurs conséquences. Ainsi, Aristote au IVe siècle. Avant que je. e. croyait que les vortex atmosphériques pénétraient dans le sol, qui présente de nombreux vides et crevasses. Les vortex sont intensifiés par le feu et cherchent une issue, provoquant des tremblements de terre et des éruptions volcaniques. Aristote a également observé les mouvements du sol lors des tremblements de terre et a tenté de les classer, identifiant six types de mouvements : de haut en bas, d'un côté à l'autre, etc.

La première tentative connue de fabriquer un appareil permettant de prédire les tremblements de terre appartient au philosophe et astronome chinois Zhang Heng. En Chine, ces catastrophes naturelles se sont produites et se produisent extrêmement souvent. De plus, trois des quatre plus grands tremblements de terre de l'histoire de l'humanité se sont produits en Chine. Et en 132, Zhang Heng inventa un appareil, qu’il nomma Houfeng « girouette sismique » et qui pouvait enregistrer les vibrations de la surface terrestre et la direction de leur propagation. Hoofeng est devenu le premier sismographe au monde (du grec sismos « oscillation » et grapho « écrire »), un appareil permettant de détecter et d'enregistrer les ondes sismiques.

Conséquences du tremblement de terre de San Francisco de 1906.

À proprement parler, l'appareil ressemblait davantage à un sismoscope (du grec skopeo « je regarde »), car ses lectures n'étaient pas enregistrées automatiquement, mais par la main d'un observateur.

Hoofeng était en cuivre en forme de récipient à vin d'un diamètre de 180 cm et de parois minces. À l’extérieur du vaisseau se trouvaient huit dragons. Les têtes des dragons indiquaient huit directions : est, sud, ouest, nord, nord-est, sud-est, nord-ouest et sud-ouest. Chaque dragon tenait une boule de cuivre dans sa bouche et sous sa tête était assis un crapaud avec la gueule ouverte. On suppose qu'un pendule avec des tiges était installé verticalement à l'intérieur du récipient, fixé aux têtes des dragons. Lorsque, à la suite d'un choc souterrain, le pendule commença à bouger, une tige reliée à la tête face à la direction du choc ouvrit la gueule du dragon et la balle en sortit dans la gueule du crapaud correspondant. Si deux balles roulaient, on pourrait supposer la force du tremblement de terre. Si l'appareil était à l'épicentre, alors toutes les balles roulaient. Les observateurs de l'instrument ont pu enregistrer immédiatement l'heure et la direction du tremblement de terre. L'appareil était très sensible : il détectait même de faibles secousses, dont l'épicentre était situé à 600 km. En 138, ce sismographe indiquait avec précision un tremblement de terre survenu dans la région de Longxi.

En Europe, les tremblements de terre ont commencé à être sérieusement étudiés bien plus tard. En 1862, le livre « Le grand tremblement de terre napolitain de 1857 : principes de base des observations sismologiques » est publié par l'ingénieur irlandais Robert Malet. Malet part en expédition en Italie et dresse une carte du territoire touché, le divisant en quatre zones. Les zones introduites par Malet représentent la première échelle, plutôt primitive, d'intensité des secousses.

Mais la sismologie en tant que science n'a commencé à se développer qu'avec l'apparition généralisée et la mise en pratique d'instruments destinés à enregistrer les vibrations du sol, c'est-à-dire avec l'avènement de la sismométrie scientifique.

En 1855, l'Italien Luigi Palmieri inventa un sismographe capable d'enregistrer les tremblements de terre à distance. Il fonctionnait selon le principe suivant : lors d'un tremblement de terre, le mercure était déversé d'un volume sphérique dans un récipient spécial, en fonction de la direction de la vibration. L'indicateur de contact du conteneur a arrêté la montre, indiquant heure exacte, et a commencé à enregistrer les vibrations de la terre sur le tambour.

En 1875, un autre scientifique italien, Filippo Sechi, conçut un sismographe qui allumait une horloge au moment du premier choc et enregistrait la première vibration. Le premier enregistrement sismique qui nous est parvenu a été réalisé à l'aide de cet appareil en 1887. Après cela, des progrès rapides ont commencé dans le domaine de la création d'instruments d'enregistrement des vibrations du sol. En 1892, un groupe de scientifiques anglais travaillant au Japon a créé le premier appareil assez simple à utiliser, le sismographe John Milne. Déjà en 1900, un réseau mondial de 40 stations sismiques équipées d'instruments Milne était opérationnel.

Un sismographe se compose d'un pendule d'une conception ou d'une autre et d'un système d'enregistrement de ses vibrations. Selon la méthode d'enregistrement des oscillations du pendule, les sismographes peuvent être divisés en appareils à enregistrement direct, transducteurs de vibrations mécaniques et sismographes avec retour d'information.

Les sismographes à enregistrement direct utilisent une méthode d'enregistrement mécanique ou optique. Initialement, avec la méthode d'enregistrement mécanique, un stylo était placé à l'extrémité du pendule, grattant une ligne sur du papier fumé, qui était ensuite recouvert d'un composé fixateur. Mais sur le pendule d'un sismographe à repérage mécanique Forte influence friction entre le stylo et le papier. Pour réduire cette influence, une très grande masse pendulaire est nécessaire.

À méthode optique Pendant l'enregistrement, un miroir était monté sur l'axe de rotation, qui était éclairé par l'objectif, et le faisceau réfléchi tombait sur du papier photographique enroulé sur un tambour rotatif.

La méthode d'enregistrement direct est encore utilisée dans les zones sismiquement actives où les mouvements de sol sont assez importants. Mais pour enregistrer des séismes faibles et à grande distance de leurs sources, il faut intensifier les oscillations du pendule. Ceci est réalisé par divers convertisseurs de mouvements mécaniques en courant électrique.

Schéma de propagation des ondes sismiques à partir de la source du séisme, ou hypocentre (en bas) et épicentre (en haut).

La transformation des vibrations mécaniques a été proposée pour la première fois par le scientifique russe Boris Borisovich Golitsyn en 1902. Il s'agissait d'un enregistrement galvanométrique basé sur la méthode électrodynamique. Une bobine d'induction fixée rigidement au pendule a été placée dans le champ d'un aimant permanent. Lorsque le pendule oscillait, le flux magnétique changeait, une force électromotrice apparaissait dans la bobine et le courant était enregistré par un galvanomètre à miroir. Un faisceau de lumière était dirigé sur le miroir du galvanomètre et le faisceau réfléchi, comme dans la méthode optique, tombait sur du papier photographique. De tels sismographes ont acquis une reconnaissance mondiale pendant de nombreuses décennies.

DANS Dernièrement les convertisseurs dits paramétriques se sont répandus. Dans ces convertisseurs, le mouvement mécanique (mouvement de la masse du pendule) provoque une modification de certains paramètres circuit électrique(Par exemple, résistance électrique, capacité, inductance, flux lumineux, etc.).

B. Golitsyne.

Galerie de la station sismologique. Les équipements qui y sont installés enregistrent les moindres vibrations du sol.

Installation mobile pour la recherche géophysique et sismologique.

La modification de ce paramètre entraîne une modification du courant dans le circuit, et dans ce cas c'est le déplacement du pendule (et non sa vitesse) qui détermine l'amplitude du signal électrique. Parmi les différents convertisseurs paramétriques en sismométrie, les deux principalement utilisés sont photoélectriques et capacitifs. Le plus populaire est le convertisseur capacitif Benioff. Parmi les critères de sélection, les principaux étaient la simplicité du dispositif, la linéarité, le faible niveau sonore et l'efficacité énergétique.

Les sismographes peuvent être sensibles aux vibrations verticales ou horizontales de la terre. Pour observer le mouvement du sol dans toutes les directions, trois sismographes sont généralement utilisés : un avec un pendule vertical et deux avec des pendules horizontaux orientés vers l'est et le nord. Les pendules verticaux et horizontaux diffèrent par leur conception, il s'avère donc assez difficile d'obtenir une identité complète de leurs caractéristiques de fréquence.

Avec l’avènement des ordinateurs et des convertisseurs analogique-numérique, les fonctionnalités des équipements sismiques ont considérablement augmenté. Il est désormais possible d'enregistrer et d'analyser simultanément en temps réel les signaux de plusieurs capteurs sismiques et de prendre en compte les spectres des signaux. Cela a constitué une avancée fondamentale dans le contenu informatif des mesures sismiques.

Les sismographes sont principalement utilisés pour étudier le phénomène sismique lui-même. Avec leur aide, il est possible de déterminer instrumentalement la force d'un tremblement de terre, le lieu de son apparition, la fréquence d'apparition dans un lieu donné et les lieux prédominants où se produisent les tremblements de terre.

Équipement de station sismologique en Nouvelle-Zélande.

Informations de base sur structure interne La Terre a également été obtenue à partir de données sismiques en interprétant les champs d'ondes sismiques provoqués par des tremblements de terre et de puissantes explosions et observés à la surface de la Terre.

Grâce à l'enregistrement des ondes sismiques, des études sur la structure de la croûte terrestre sont également réalisées. Par exemple, des études réalisées dans les années 1950 montrent que l’épaisseur des couches de la croûte terrestre ainsi que la vitesse des vagues varient d’un endroit à l’autre. En Asie centrale, l'épaisseur de la croûte atteint 50 km et au Japon -15 km. Une carte de l'épaisseur de la croûte terrestre a été réalisée.

On peut s’attendre à l’apparition prochaine de nouvelles technologies dans les méthodes de mesure inertielle et gravitationnelle. Il est possible que la nouvelle génération de sismographes soit capable de détecter les ondes gravitationnelles dans l'Univers.

Enregistrement sismographe

Les scientifiques du monde entier développent des projets visant à créer des systèmes d'alerte sismique par satellite. L’un de ces projets est le radar interférométrique à ouverture synthétique (InSAR). Ce radar, ou plutôt ces radars, suivent le déplacement plaques tectoniques dans une certaine zone, et grâce aux données qu'ils obtiennent, même des déplacements subtils peuvent être enregistrés. Les scientifiques pensent que grâce à cette sensibilité, il est possible d'identifier plus précisément les zones à forte contrainte et les zones à risque sismique.

Depuis la formation globe la base de la surface est constamment en mouvement. Lorsque la croûte terrestre bouge, cela peut avoir des conséquences désastreuses sous la forme d'un phénomène tel qu'un tremblement de terre. Lorsqu'une plaque glisse sur une autre, la contrainte interne de la croûte continentale s'accumule et, à mesure qu'elle passe point critique l'énergie accumulée est libérée, provoquant de terribles destructions. Pour éviter les victimes lors d'un tremblement de terre et étudier le phénomène lui-même, un sismographe a été inventé. Avec son aide, il est devenu possible de déterminer la quantité d'énergie libérée lors des vibrations de la croûte terrestre.

Qu'est-ce qu'un sismographe

Le mot « sismographe » lui-même vient du grec et signifie directement « enregistrement », « tremblement de terre ». Le sismographe le plus ancien a été fabriqué en la Chine ancienne. C'était un grand bol de bronze soutenu par huit dragons ; dans la bouche ouverte de chaque dragon se trouvait une boule. Un pendule était suspendu à l'intérieur du bol, fixé à un support monté rigidement sur la base d'une dalle posée à la surface de la terre. Lorsqu’une oscillation se produisait, le pendule heurtait la paroi du bol, et une boule tombait de la gueule du dragon, tombant dans la gueule d’un crapaud métallique situé au fond de cette structure. Un tel appareil pourrait enregistrer des vibrations à 600 km de son emplacement.

Principe d'opération

Le principe de fonctionnement d'un sismographe repose sur la transmission de vibrations à des objets installés sur une section de la croûte terrestre. Lorsqu'une plaque de la croûte terrestre en touche une autre, une énorme quantité d'énergie s'accumule et lorsqu'elle est libérée, une secousse se produit.

Qu'est-ce qu'un sismographe ? Les appareils modernes sont constitués d’un pendule suspendu à un fil et fixé à un support solidement posé au sol. Au bout du pendule se trouve une plume qui, en oscillant, va dessiner l'amplitude de la valeur de déformation. Un tambour contenant du papier sur lequel sera affiché le processus sismique est également installé de manière rigide au sol. Lorsqu'un tremblement de terre se produit, le pendule, par inertie, reste en place et le tambour avec le papier oscille, tirant la valeur de l'énergie libérée lors du tremblement de terre. Les appareils modernes sont capables de surveiller même des changements mineurs qui ne sont pas destructeurs.

Qu'est-ce qu'un sismographe chez les animaux ? Leur corps est conçu de telle manière que les moindres changements de l’atmosphère et de l’état de la surface terrestre dans un rayon de plusieurs kilomètres leur suscitent de l’anxiété. La loi de l’auto-préservation entre en jeu et ils quittent des territoires dangereux. Les plus sensibles au phénomène sismique sont considérés comme appartenant aux espèces d'amphibiens et de reptiles, c'est-à-dire les serpents, les grenouilles et les lézards.

Caractéristiques

Les sismographes modernes sont capables de détecter et de mesurer l'amplitude des vibrations dans trois plans. Lors de la mesure de la vitesse de vibration, les sismographes ont une plage de fréquences de mesure de 0,3 à 500 Hz, avec une plage de mesure de la vitesse de vibration de 0,0002 à 20 mm/s. Les sismographes peuvent être portables ou fixes. Ces derniers sont réalisés en grandes dimensions et sont installés spécifiquement une fois pour toute leur durée de vie. Les portables peuvent être réinstallés à un endroit précis selon la zone. Tous modèles modernes fourni interfaces logicielles et transférer directement toutes leurs mesures dans une base de données sur un ordinateur.

Caractéristiques de l'application

Qu'est-ce qu'un sismographe et où l'installer ? Il est placé dans des zones potentiellement dangereuses où des vibrations de la croûte terrestre sont possibles. Des sismographes portables sont installés sur les sites miniers ou souterrains pour éviter les pertes de vies humaines en prévenant les tremblements de terre et en évacuant les travailleurs. Lors de l'installation, il convient de garder à l'esprit que l'appareil peut provoquer de graves erreurs s'il est installé à proximité de routes où peuvent passer des équipements lourds.

En 132 après JC, en Chine, le scientifique et inventeur Zhang Heng a introduit le premier sismoscope, censé être capable de prédire les tremblements de terre avec la précision des instruments modernes.

Une description précise en a été conservée dans les documents historiques. apparence et comment il fonctionnait, mais la structure interne exacte reste encore un mystère. Les scientifiques ont tenté à plusieurs reprises de créer un modèle d'un tel sismoscope, proposant diverses théories sur le principe de son fonctionnement.

Le plus courant d'entre eux indique qu'un pendule à l'intérieur d'un flacon de cuivre commence à bouger lors de secousses, même si l'épicentre du tremblement de terre se trouve à des centaines de kilomètres. À son tour, le pendule frappait un système de leviers, à l'aide desquels la gueule de l'un des huit dragons situés à l'extérieur s'ouvrait.

Reconstruction d'un ancien sismoscope de la dynastie des Han de l'Est (25-220 après JC) et de son inventeur Zhang

Dans la bouche de chaque animal, il y avait une boule de bronze qui tombait dans le crapaud de fer, produisant un fort tintement. DANS essais historiques on dit que le son produit était si fort qu'il pouvait réveiller tout le monde à la cour impériale.

Le dragon, dont la gueule s'ouvrit, indiqua dans quelle direction le tremblement de terre s'était produit. Chacun des huit animaux appartenait à l'une des directions : respectivement Est, Ouest, Nord, Sud, nord-est, nord-ouest, sud-est et sud-ouest.

L'invention a d'abord été accueillie avec scepticisme, malgré le fait que Zhang était déjà à cette époque un scientifique célèbre, que la cour impériale a nommé au poste d'astronome en chef. Mais vers 138 après JC, la boule de bronze a déclenché la première alarme, indiquant qu'un tremblement de terre s'était produit à l'ouest de la capitale Luoyang.

Le signal a été ignoré car personne dans la ville n’a ressenti le moindre signe de tremblement de terre. Quelques jours plus tard, un messager arrive de Luoyang avec des nouvelles de graves destructions : une ville située à 300 km de là était en ruines à la suite d'une catastrophe naturelle.

Un scientifique de l'Institut de géophysique de Chine a déterminé que le premier tremblement de terre détecté par un tel sismoscope s'est produit le 13 décembre 134 et avait une magnitude de 7.

Ainsi, l'appareil a été créé dans le but de détecter les tremblements de terre dans des régions reculées, mais il n'a fonctionné que du vivant de son inventeur. Apparemment, la conception du premier sismoscope était si complexe que seul le scientifique lui-même pouvait le maintenir en état de marche.

Les tentatives modernes pour recréer la réplique ont rencontré un succès mitigé, et toutes ont été créées en utilisant l'inertie, un principe également utilisé dans les sismographes modernes.

En 1939, un scientifique japonais a créé un modèle d'un tel sismoscope, mais dans tous les cas, la balle n'est pas tombée exactement dans la direction de l'épicentre du tremblement de terre.

Une reconstruction plus précise de l'invention a été créée conjointement par des scientifiques de l'Académie chinoise des sciences, du Musée national et du Bureau sismologique de Chine en 2005.

Selon les médias chinois, l'appareil a répondu avec précision aux vagues reproduites de cinq tremblements de terre survenus à Tangshan, au Yunnan, sur le plateau Qinghai-Tibet et au Vietnam. Par rapport à appareils modernes, le sismoscope a montré une précision étonnante et sa forme était la même que celle décrite dans les textes historiques.

Cependant, tout le monde n’est pas enclin à croire à l’efficacité du premier sismoscope. Robert Reiterman, Directeur exécutif Le Consortium universitaire pour la recherche en génie parasismique a exprimé son scepticisme quant à l'exactitude de l'appareil décrit dans les récits historiques.

« Si l'épicentre du tremblement de terre était à proximité, la structure entière tremblerait tellement que les boules tomberaient simultanément de tous les dragons. À grande distance, les mouvements de la terre ne laissent pas de trace claire permettant d'identifier de quel côté proviennent les vibrations. Car jusqu’au moment où les vibrations de la surface terrestre atteignent le sismoscope, elles se produisent dans des directions différentes, très probablement de manière chaotique », écrit-il dans son livre « Ingénieurs et tremblements de terre : une histoire internationale ».

Si le sismoscope a réellement fonctionné avec autant de précision qu'il a été décrit dans les documents historiques, comme le suggèrent également le fonctionnement des copies modernes, alors le génie de Zhang reste encore insaisissable.

Zhang Heng(78 - 139) - Philosophe chinois, penseur encyclopédiste, écrivain, poète, homme d'État et un scientifique propriétaire de découvertes et d'inventions mondiales en mathématiques, astronomie, mécanique, sismologie et géographie.