I moderni sismografi sono strumenti estremamente sensibili. E sebbene la tecnologia sia dalla nostra parte, il principio di funzionamento dei dispositivi moderni non differisce molto dal dispositivo più antico, che è stato creato quasi 2mila anni fa, prima che le persone capissero cos'è un terremoto.
Jang Heng visse in Cina durante l'Impero Han e la storia lo ricorda come uno studioso che eccelleva in molti campi. Ha lavorato al calcolo del Pi, ha mappato il cielo, era un funzionario e inventore. Ha migliorato la precisione della clessidra, un orologio ad acqua che misurava il tempo con un liquido che scorre, e ha creato la prima sfera armillare, uno strumento astronomico. Ma soprattutto, Jang Hyun è famoso per l'invenzione del primo sismoscopio al mondo.
Ha presentato il dispositivo alla corte imperiale della capitale Luoyang nel 132 a. C., 7 anni prima della sua morte. Sebbene non ci siano illustrazioni sopravvissute del suo sismoscopio, le descrizioni storiche dicono che era un grande strumento di bronzo, a forma di urna o vaso. Sul vaso c'erano 8 draghi, ciascuno con una palla di bronzo serrata nelle fauci. Direttamente sotto queste creature mitiche c'erano 8 rospi di bronzo, le cui bocche erano aperte per prendere la palla.
I testi antichi sono più vaghi quando si tratta dei contenuti interni di un sismoscopio. In generale, si ritiene che un pendolo fosse sospeso all'interno del corpo cavo del sismoscopio e che i collegamenti collegati a ciascuno dei draghi lo circondassero. L'onda d'urto del terremoto avrebbe dovuto far oscillare il pendolo, attivando uno dei meccanismi interni. Il drago corrispondente avrebbe lasciato cadere la sua palla sul rospo, informando il cortile non solo che si era verificato il terremoto, ma anche da dove proveniva il terremoto.
L'invenzione di Jang Hyun fu inizialmente accolta con scetticismo, ma, come racconta la storia, pochi anni dopo, la palla finalmente cadde. Pochi giorni dopo, arrivò un messaggero per segnalare un grave terremoto avvenuto a migliaia di chilometri da Luoyang, esattamente nella direzione in cui stava guardando il drago.
Jan ha chiamato il suo sismoscopio Hufen Didun Yi, che significa "uno strumento per misurare i venti stagionali e il movimento della Terra". Credeva che i tremori fossero causati dai venti e dai cambiamenti nella pressione dell'aria.
I tentativi di reinventare il dispositivo nel XIX e XX secolo non hanno avuto successo. Non era chiaro come il pendolo nell'antico strumento fosse abbastanza sensibile da rilevare i terremoti a centinaia di chilometri di distanza. Inoltre, come potrebbero le vibrazioni della crosta terrestre mettere in moto un solo meccanismo e non toccarne altri?
Nel 2005, un gruppo di sismologi e archeologi dell'Accademia cinese delle scienze ha annunciato di essere riusciti a creare una copia funzionante dell'invenzione di Jang. Nel loro design, il pendolo stesso non ha interagito con i meccanismi a leva. Invece, si librava su una palla su un piedistallo sottile. Quando il pendolo ha oscillato, ha spinto la sfera centrale in uno degli 8 canali. La palla ha toccato il sistema di innesco, che "ha animato" la bocca del drago.
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Sebbene il dispositivo di Jan abbia quasi duemila anni, il principio del suo funzionamento è ancora utilizzato oggi. Una forma popolare del sismografo moderno utilizza le stesse proprietà di inerzia: una base statica e un pendolo che si muove indipendentemente l'uno dall'altro quando il terreno trema. Solo oggi il pendolo è un magnete e la corrente indotta è analoga a una palla che cade. La digitalizzazione dei segnali consente ai sismografi di documentare l'intensità dei terremoti e la loro durata.
