地震儀是怎么來(lái)的呢？

【專家解說(shuō)】：地震儀是一種監(jiān)視地震的發(fā)生，記錄地震相關(guān)參數(shù)的儀器。我國(guó)漢朝（東漢的科學(xué)家張衡，在公元132年就制成了世界上最早的“地震儀”——地動(dòng)儀。 這架儀器是銅鑄的，形狀像一個(gè)酒樽，四周有八個(gè)龍頭，龍頭對(duì)著東、南、西、北、東南、西南、東北、西北八個(gè)方向。龍嘴是活動(dòng)的，各自都銜著一顆小銅球，每一個(gè)龍頭下面，有一個(gè)張大了嘴的銅蛤蟆，儀器的內(nèi)部中央有一根銅質(zhì)“懸垂擺”，柱旁有八條通道，稱為“八道，還有巧妙的機(jī)關(guān)。當(dāng)某個(gè)地方發(fā)生地震時(shí)，懸垂擺撥動(dòng)小球通過(guò)“八道”，觸動(dòng)機(jī)關(guān)，使發(fā)生地震方向的龍頭張開(kāi)嘴，吐出銅球，落到銅蟾蜍的嘴里，發(fā)生很大的聲響。于是人們就可以知道地震發(fā)生的方向。 第一臺(tái)真正意義上的地震儀由意大利科學(xué)家盧伊吉·帕爾米里于1855年發(fā)明，它具有復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)。這臺(tái)機(jī)器使用裝滿水銀的圓管并且裝有電磁裝置。當(dāng)震動(dòng)使水銀發(fā)生晃動(dòng)時(shí)，電磁裝置會(huì)觸發(fā)一個(gè)內(nèi)設(shè)的記錄地殼移動(dòng)的設(shè)備，粗略地顯示出地震發(fā)生的時(shí)間和強(qiáng)度。 　　第一臺(tái)精確的地震儀，于1880年由英國(guó)地理學(xué)家約翰·米爾恩在日本發(fā)明，他也被譽(yù)為“地震儀之父”。在帝國(guó)大學(xué)的同事詹姆斯·尤因和托馬斯·格雷的幫助下，約翰·米爾恩發(fā)明出多種檢測(cè)地震波的裝置，其中一種是水平擺地震波檢測(cè)儀。這個(gè)精妙的裝置有一根加重的小棒，在受到震動(dòng)作用時(shí)會(huì)移動(dòng)一個(gè)有光縫（一個(gè)可以通過(guò)光線的細(xì)長(zhǎng)縫）的金屬板。金屬板的移動(dòng)使得一束反射回來(lái)的光線穿過(guò)板上的光縫，同時(shí)穿過(guò)在這塊板下面的另外一個(gè)靜止的光縫，落到一張高度感光的紙上，光線隨后會(huì)將地震的移動(dòng)“記錄”下來(lái)。今天大部分地震儀仍然按照米爾恩和他助手的發(fā)明原理進(jìn)行設(shè)計(jì)?？茖W(xué)家將繼續(xù)通過(guò)研究地殼的移動(dòng)和擺錘的擺動(dòng)的關(guān)聯(lián)性來(lái)探測(cè)地球的震動(dòng)。 　　1906年俄國(guó)王子鮑里斯·格里芩發(fā)明了第一臺(tái)電磁地震儀，在這臺(tái)機(jī)器的設(shè)計(jì)中，他利用了19 世紀(jì)由英國(guó)物理學(xué)家邁克爾·法拉第提出的電磁感應(yīng)原理。法拉第的感應(yīng)原理認(rèn)為磁鐵磁力線密度的改變可以產(chǎn)生電荷。在此基礎(chǔ)上，格里芩制造出一種儀器，可以在感受到震動(dòng)時(shí)將一個(gè)線圈穿過(guò)磁場(chǎng)，產(chǎn)生電流并將電流導(dǎo)入檢流計(jì)中，檢流計(jì)可以測(cè)量并直接記錄電流。電流隨后移動(dòng)一面鏡子，如同米爾恩所制作的引導(dǎo)光線的金屬板一樣。這個(gè)電子裝置的優(yōu)點(diǎn)在于記錄器可以放置在實(shí)驗(yàn)室里，而地震儀可以被安放在比較偏僻的的可能會(huì)發(fā)生地震的地點(diǎn)。 　　20世紀(jì)時(shí)，核能測(cè)試檢測(cè)系統(tǒng)的出現(xiàn)促進(jìn)了現(xiàn)代地震儀的發(fā)展。盡管地震會(huì)對(duì)人身和財(cái)產(chǎn)安全造成巨大損失，直到地下核爆炸的威脅促使世界性的地震監(jiān)測(cè)儀網(wǎng)絡(luò)（WWSSN）于1960年建立后，地震儀才被大規(guī)模地投入使用，在60多個(gè)國(guó)家共設(shè)立了120多臺(tái)地震儀。 　　發(fā)展于第二次世界大戰(zhàn)后，普雷斯·尤因地震儀使研究者能夠記錄長(zhǎng)周期地震波——波在相對(duì)較慢的速度下傳遞很長(zhǎng)時(shí)間。這種地震儀使用的擺與米爾恩模型中所使用的類似，不同的是使用一條有彈性的金屬線代替樞軸支撐加重的小棒以減少摩擦。戰(zhàn)后還對(duì)地震儀進(jìn)行了以下改進(jìn)，引進(jìn)自動(dòng)計(jì)時(shí)器使計(jì)時(shí)更加準(zhǔn)確，使用獅子讀出器，可以將數(shù)據(jù)放入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析等。 　　現(xiàn)代地震儀最重要的發(fā)展是應(yīng)用地震檢波器組合。這種組合，有些由幾百個(gè)地震儀組成，都連接到一個(gè)單獨(dú)的中心記錄器上。通過(guò)對(duì)不同地點(diǎn)產(chǎn)生的地震波圖的進(jìn)行比較，研究者可以確定震中位置。 　　我們現(xiàn)在在地震研究中使用的地震儀主要有三種，每一種都有與它們將要測(cè)量的地震震動(dòng)幅度（速度和強(qiáng)度）相應(yīng)的周期（周期指的是擺完成一次擺動(dòng)所需的時(shí)間長(zhǎng)度，或者來(lái)回?cái)[動(dòng)一次所需的時(shí)間）。 　　短周期地震儀一般用于研究初次和二次震動(dòng)，測(cè)量移動(dòng)速度最快的地震波。這是因?yàn)檫@些地震波移動(dòng)速度太快，短周期地震儀在不到一秒鐘的時(shí)間就能完成一次擺動(dòng)；它同樣能夠放大記錄下來(lái)的地震波圖，使研究人員能夠看出地殼瞬間運(yùn)動(dòng)的軌跡。 　　長(zhǎng)周期地震儀使用的擺錘一般需要20秒左右的時(shí)間完成一次擺動(dòng)，可以用來(lái)測(cè)量跟隨在地殼初次和二次震動(dòng)后的較緩慢的移動(dòng)。地震檢測(cè)儀網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在使用的就是這種類型的工具。 　　具有最長(zhǎng)擺錘擺動(dòng)周期的地震儀叫超長(zhǎng)型或?qū)挷ǘ蔚卣饍x。寬波段地震儀的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，通常能夠?qū)θ澜绶秶鷥?nèi)的地殼運(yùn)動(dòng)提供更為全面的信息。