De uitvinding van de seismoscoop

Er zijn weinig dingen meer verontrustend dan het gevoel van de ogenschijnlijk solide aarde die plotseling onder je voeten rolt. Daarom hebben mensen duizenden jaren lang manieren gezocht om aardbevingen te meten of zelfs te voorspellen.

Hoewel we aardbevingen nog steeds niet nauwkeurig kunnen voorspellen, hebben mensen een lange weg afgelegd bij het detecteren, registreren en meten van seismische schokken. Dit proces begon bijna 2000 jaar geleden met de uitvinding van de eerste seismoscoop in China.

De eerste seismoscoop

In 132 CE toonden uitvinder, imperiale historicus en koninklijke astronoom Zhang Heng zijn verbazingwekkende aardbevingsdetectiemachine, of seismoscoop, aan het hof van de Han-dynastie. De seismoscoop van Zhang was een gigantisch bronzen vat, dat leek op een vat met een diameter van bijna 6 voet. Acht draken slopen met de voorkant naar beneden langs de buitenkant van het vat en markeerden de primaire kompasrichtingen. In de mond van elke draak zat een kleine bronzen bal. Onder de draken zaten acht bronzen padden, met hun brede monden gapend om de ballen te ontvangen.

We weten niet precies hoe de eerste seismoscoop eruit zag. Beschrijvingen uit die tijd geven ons een idee over de grootte van het instrument en de mechanismen waardoor het werkt. Sommige bronnen merken ook op dat de buitenkant van het lichaam van de seismoscoop prachtig is gegraveerd met bergen, vogels, schildpadden en andere dieren, maar de oorspronkelijke bron van deze informatie is moeilijk te traceren.

Het exacte mechanisme waardoor een bal in het geval van een aardbeving viel, is ook niet bekend. Een theorie is dat een dunne stok losjes in het midden van de loop was geplaatst. Een aardbeving zou ervoor zorgen dat de stok omvalt in de richting van de seismische schok, waardoor een van de draken zijn mond opent en de bronzen bal loslaat.

Een andere theorie stelt dat een stok aan het deksel van het instrument was opgehangen als een vrij slingerende slinger. Als de slinger wijd genoeg zwaaide om de zijkant van de loop te raken, zou de dichtstbijzijnde draak zijn bal loslaten. Het geluid van de bal die de mond van de pad raakt, zou de waarnemers waarschuwen voor de aardbeving. Dit zou een ruwe indicatie geven van de oorsprong van de aardbeving, maar het gaf geen informatie over de intensiteit van de trillingen.

Bewijs van concept

De prachtige machine van Zhang werd genoemd houfeng didong yi, wat betekent "een instrument voor het meten van de wind en de bewegingen van de aarde." In aardbevingsgevoelig China was dit een belangrijke uitvinding. 

In één geval, slechts zes jaar nadat het apparaat was uitgevonden, trof een grote aardbeving, geschat op een kracht van zeven, de huidige provincie Gansu. Mensen in Luoyang, de hoofdstad van de Han Dynastie, 1500 km verderop, voelden de schok niet. De seismoscoop waarschuwde de regering van de keizer echter voor het feit dat ergens in het westen een aardbeving was toegeslagen. Dit is het eerste bekende geval van wetenschappelijke apparatuur die een aardbeving detecteerde die nog niet door mensen in het gebied was gevoeld. De bevindingen van de seismoscoop werden enkele dagen later bevestigd toen boodschappers in Luoyang aankwamen om een ​​grote aardbeving in Gansu te melden.

Chinese seismoscopen op de zijderoute?

Chinese gegevens geven aan dat andere uitvinders en knutselaars in de rechtbank het ontwerp van Zhang Heng voor de seismoscoop verbeterden in de eeuwen die volgden. Het idee lijkt zich westwaarts over Azië te hebben verspreid, waarschijnlijk langs de zijderoute gedragen. 

Tegen de 13e eeuw werd in Perzië een vergelijkbare seismoscoop gebruikt, hoewel het historische record geen duidelijk verband biedt tussen de Chinese en Perzische apparaten. Het is mogelijk dat de grote denkers van Perzië onafhankelijk van elkaar op een soortgelijk idee stuiten.