Pierwszy chiński sejsmograf został wynaleziony 2000 lat temu

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

W 132 roku naszej ery wynalazca Zhang Heng wprowadził pierwszy sejsmoskop, który, jak się uważa, jest w stanie przewidzieć trzęsienia ziemi z precyzją współczesnych instrumentów.

Zapisy historyczne zawierają dokładny opis jego wyglądu i sposobu funkcjonowania, ale dokładna struktura wewnętrzna nadal pozostaje tajemnicą. Naukowcy wielokrotnie podejmowali próby stworzenia modelu takiego sejsmoskopu, wysuwając różne teorie dotyczące zasady jego działania.

Najczęstsze z nich mówi, że wahadło wewnątrz miedzianej bańki jest wprawiane w ruch podczas wstrząsów, nawet jeśli epicentrum trzęsienia ziemi jest oddalone o setki kilometrów. Z kolei wahadło uderzyło w system dźwigni, za pomocą których otwarto paszczę jednego z ośmiu smoków znajdujących się na zewnątrz.

W pysku każdego zwierzęcia znajdowała się kula z brązu, która wpadła w żelazną ropuchę, jednocześnie głośno dzwoniąc. Eseje historyczne mówią, że wydobywający się dźwięk był tak głośny, że mógł obudzić wszystkich mieszkańców cesarskiego dworu.

Smok, którego paszcza została otwarta, wskazał, w którym kierunku nastąpiło trzęsienie ziemi. Każde z ośmiu zwierząt należało do jednego z kierunków: odpowiednio: wschód, zachód, północ, południe, północny wschód, północny zachód, południowy wschód i południowy zachód.

Wynalazek został początkowo przyjęty ze sceptycyzmem, mimo że Zhang był już wówczas znanym naukowcem, mianowanym przez dwór cesarski na stanowisko naczelnego astronoma. Jednak około 138 r. kula z brązu wydała pierwszy alarm, wskazując, że trzęsienie ziemi miało miejsce na zachód od stolicy, Luoyang.

Sygnał został zignorowany, ponieważ nikt w mieście nie odczuł oznak trzęsienia ziemi. Kilka dni później przybył posłaniec z Luoyang z wiadomością o poważnych zniszczeniach: oddalone o 300 km miasto legło w gruzach w wyniku klęski żywiołowej.

Naukowiec z Instytutu Geofizyki w Chinach ustalił, że pierwsze trzęsienie ziemi wykryte przez taki sejsmoskop miało miejsce 13 grudnia 134 roku i miało wielkość 7.

Urządzenie zostało więc stworzone do wykrywania trzęsień ziemi w odległych regionach, ale funkcjonowało tylko za życia jego wynalazcy. Najwyraźniej urządzenie pierwszego sejsmoskopu było tak złożone, że tylko sam naukowiec mógł je utrzymać w sprawności.

Współczesne próby odtworzenia kopii spotkały się z mieszanym sukcesem i wszystkie opierały się na wykorzystaniu bezwładności, zasady stosowanej we współczesnych sejsmografach.

W 1939 roku japoński naukowiec stworzył model takiego sejsmoskopu, ale nie we wszystkich przypadkach kula spadała dokładnie w kierunku epicentrum trzęsienia ziemi.

Naukowcom z Chińskiej Akademii Nauk, Muzeum Narodowego i Chińskiego Biura Sejsmologicznego udało się stworzyć dokładniejszą rekonstrukcję wynalazku w 2005 roku.

Według chińskich mediów urządzenie dokładnie reagowało na odtworzone fale pięciu trzęsień ziemi, które miały miejsce w Tangshan, Yunnan, na Wyżynie Tybetańsko-Qinghai i Wietnamie. W porównaniu z nowoczesnymi instrumentami sejsmoskop wykazał się niezwykłą dokładnością, a jego kształt był identyczny z opisywanym w tekstach historycznych.

Jednak nie wszyscy są skłonni wierzyć w skuteczność pierwszego sejsmoskopu. Robert Reiterman, dyrektor wykonawczy Universities Consortium for Earthquake Engineering Research, wyraził sceptycyzm co do dokładności aparatu opisanego w historiach.

„Gdyby epicentrum trzęsienia ziemi znajdowało się w bliskiej odległości, cała konstrukcja była tak silna, że kule wypadłyby ze wszystkich smoków jednocześnie. Na daleką odległość ruchy ziemi nie pozostawiają wyraźnego śladu, aby określić, z której strony emanują drgania. Odkąd do momentu, gdy drgania powierzchni ziemi dotrą do sejsmoskopu, zachodzą one w różnych kierunkach, najprawdopodobniej chaotycznie” – pisze w swojej książce „Inżynierowie i trzęsienia ziemi: historia międzynarodowa”.

Jeśli sejsmoskop rzeczywiście działał tak dokładnie, jak opisano w przekazach historycznych, na co wskazuje również funkcjonowanie współczesnych kopii, to geniusz Zhanga nadal pozostaje nieosiągalny.