První seismograf na světě

Seismograf měří a zaznamenává velikost otřesů země (řecky seismos = zemětřesení a graphein = psát). Existují různé druhy a typy těchto přístrojů. Užívají je vědci k monitorování zemětřesení, jak přírodního, tak vzniklého lidskou činností, nebo geologové zkoumající složení zemské kůry nebo zemského nitra. První seismograf (seismoskop) na světě sestrojil císařský vynálezce a astronom Čang Cheng v roce 132 našeho letopočtu v Číně. Přístroj se jmenoval Didong Yi.

V některých částech Číny jsou častá zemětřesení. A protože ve starověké Číně byla věda a technika na velmi vysoké úrovni, už téměř před dvěma tisíci lety se zde zabývali možností, jak zemětřesení zjistit, případně předpovědět.

Popis

Seismograf měl tvar vysoké těžké bronzové (či měděné) vázy s důmyslným mechanismem tvořeným kyvadlem s rameny a pákami uvnitř. Venku po obvodu vázy bylo osm dračích hlav obrácených do osmi světových stran, každá s kovovou kuličkou v tlamě. Jestliže se začala otřásat země, kyvadlo se vychýlilo z rovnováhy a uvedlo do pohybu citlivé páčky, které vychýlily jednu nebo více kuliček a ty spadly dolů do otevřených tlamiček bronzových žab u paty nádoby. Čím silnější bylo zemětřesení, tím více kuliček vypadlo s charakteristickým zvukem upozorňujícím na začátek otřesů. Podle toho, které kuličky vypadly a které ne, se dal zjistit i směr zemětřesení.

Čína zhotovila funkční repliku

Čínští archeologové v roce 2005 Didong Yi zrekonstruovali a vědci z Čínské akademie věd, Národního muzea a Čínského úřadu pro zemětřesení ověřili jeho činnost. Je schopen zaznamenat zemětřesení s působivou přesností i ve srovnání s moderními standardy. Simulovali zemětřesení na základě čtyř různých skutečných událostí v Číně a Vietnamu. Seismograf je všechny detekoval a získaná data v testu odpovídala datům získaným moderními seismografy! Tento funkční model je nyní umístěn v Muzeu čínské historie v Pekingu. "Věříme, že rekonstruovaný seismograf je věrným zpodobněním," řekl akademik Teng Jiwen, výzkumník Institutu geologie a geofyziky akademie věd, jeden ze sedmi členů týmu, který na replice pracoval. "Reprezentuje vše, co o Didongu víme z historických záznamů. To, co zde vystavujeme, není hračka, ale vědecký instrument." Poprvé byl Didong Yi zrekonstruován japonským učencem v roce 1875 na základě popisu v životopisu Čang Chenga v Historii pozdní dynastie Han a na základě archeologických nálezů. Další model zhotovil výzkumník Čínského muzea Wang Zhenduo v roce 1951. Žádný z nich však zemětřesení nedetekoval.  Feng Rui, výzkumník z Čínského  seismologického centra, který vedl rekonstrukční tým v r. 2005, věří, že on a jeho kolegové seismograf věrně zpodobnili na základě sbírky historických dat a simulované analýzy. Vědecká shoda o tom, jak přesně tento nástroj původně fungoval, však neexistuje. Někteří zahraniční seismologové tvrdí, že Čang Chengův seismograf nikdy neexistoval, jiní se domnívají, že všechny repliky jsou rekonstruovány jen z dohadů a představivosti spíše než ze skutečných znalostí. V historických záznamech je však popsán případ, kdy v roce 138 n. l. dračí hlava otočená na západ vyplivla svou kuličku. A podle očekávání během pár dní přinesl posel císaři zprávu, že se v 600 kilometrů západním směrem vzdáleném Longxi (dnes západ provincie Gansu) vyskytlo zemětřesení.

Moderní verze seismografu pochází z r. 1880

Kyvadlový seismograf sestrojil John Milne na Imperial College of Engineering v Japonsku. Vertikální verze slouží k zaznamenání horizontální posuvů, horizontální slouží k zaznamenání vertikálních posuvů. Jestliže k měření použijeme jeden vertikální a dva horizontální s navzájem kolmými rovinami, získáme informace o rychlosti i směru jakéhokoli posunu. Princip je vysvětlen na obrázku v galerii.