Cum s-a inventat seismograful

În istoricul inovațiilor ce cuprind studiul cutremurelor, trebuie luate în considerare două aspecte: dispozitivele care înregistrează activitatea cutremurelor și sistemele de măsurare care ajută la interpretarea datelor.

Cum s-a inventat seismograful

Magnitudinea măsoară energia degajată la sursa cutremurului și este determinată din logaritmul amplitudinii valurilor înregistrate într-un anumit moment. Intensitatea măsoară puterea trepidațiilor produse de cutremur într-un anumit loc. Intensitatea nu are o bază matematică, ea este determinată în funcție de efectele produse de cutremur asupra oamenilor și a mediului înconjurător.

Primul dispozitiv pentru determinarea intensității îi aparține italianului Schiantarelli, care a înregistrat intensitatea cutremurului din regiunea italiană Calabria, în 1783. Prima scară de intensitate modernă i se datorează atât lui Michele de Rossi din Italia (1874), cât și lui Francois Forel din Elveția (1881), care au publicat, independent unul față de celălalt, scări de intensitate similare. Rossi și Forel au colaborat mai târziu și au produs Scara Rossi-Forel în 1883. Scara Rossi-Forel folosea 10 grade de intensitate. A fost primul grafic de măsurare a intensității folosit la nivel internațional. În 1902, italianul Giuseppe Mercalli a creat scara de intensitate cu 12 grade.

Cu toate că de aproximativ două secole s-a lucrat îndelung la aceste grafice privind măsurarea intensității, în prezent, în Statele Unite este folosită Scara de intensitate Mercalli modificată (MM). A fost inventată în 1931 de seismologii americani Harry Wood și Frank Neumann. Scara, compusă din 12 nivele de intensitate, pornește de la primul nivel, imperceptibil, și ajunge până la treapta maximă la care efectele sunt catastrofale. Scara este marcată cu numere romane și nu are o bază matematică. S-a folosit o gradație arbitrară, bazată pe efectele produse de seism. Scara Richter a apărut în 1935 și a fost propusă de Charles F. Richter de la Institutul de Tehnologie din California. Pe scara Richter, magnitudinea este exprimată în numere întregi și în decimale. Spre exemplu, magnitudinea de 5,3 denotă un cutremur moderat, iar cea de 6,3 — un cutremur puternic.

Valurile seismice sunt vibrații ale cutremurului care străbat pământul și sunt înregistrate pe instrumente numite seismografe. Seismografele înregistrează o undă în zigzag care arată amplitudinea variabilă a oscilațiilor pământului de sub dispozitiv. Există, de asemenea, seismografe de o precizie și mai mare, care amplifică înregistrarea mișcărilor telurice și, astfel, pot înregistra cutremure puternice de oriunde din lume. Momentul exact, locul și magnitudinea pot fi determinate din datele înregistrate de seismografe.

În jurul anului 132, omul de știință chinez Chang Heng a inventat primul seismoscop, un instrument care înregistra cutremurele. Invenția lui Heng a fost numită ”vasul dragonului”. Era un vas cilindric cu opt capete de dragon așezate de jur împrejur, ca o centură. Fiecare dragon avea o minge în gură. La baza vasului de jur împrejur erau așezate opt broscuțe, fiecare așezată exact sub câte un dragon. Când avea loc un cutremur mingea cădea din gura dragonului în gura broscuței. Câteva secole mai târziu, în Italia s-a început studiul dispozitivelor pe bază de apă și mercur. În 1855, Luigi Palmieri din Italia a inventat un seismometru pe bază de mercur. Dispozitivul lui Palmieri era prevăzut cu tuburi în formă de U, pline cu mercur și așezate de-a lungul punctelor unui compas. Atunci când avea loc un cutremur, mercurul se mișca și făcea un contact electric care oprea ceasul și punea în funcțiune un tambur pe care se înregistra mișcarea. Acesta a fost primul aparat care înregistra momentul, intensitatea și durata mișcărilor telurice.

John Milne a fost primul seismolog și geolog care a inventat primul seismograf modern și a promovat construirea stațiilor seismologice. În 1880, Sir James Alfred Ewing, Thomas Gray și John Milne, oameni de știință britanici care lucrau în Japonia, au început să studieze cutremurele. Au fondat Societatea de Seismologie din Japonia, care a finanțat inventarea seismografelor. Milne a inventat seismograful cu pendul orizontal în 1880.

Acesta a fost îmbunătățit după cel de-al Doilea Război Mondial cu modelul de seismograf Press-Ewing, folosit în zilele noastre la scară foarte largă pentru înregistrarea undelor de lungă durată.