Les sismographes modernes sont des instruments extrêmement sensibles. Et bien que la technologie soit de notre côté, le principe de fonctionnement des appareils modernes ne diffère pas beaucoup de l'appareil le plus ancien, qui a été créé il y a près de 2000 ans, avant que les gens ne comprennent ce qu'est un tremblement de terre.
Jang Heng a vécu en Chine pendant l'Empire Han, et l'histoire se souvient de lui comme d'un érudit qui excellait dans de nombreux domaines. Il a travaillé sur le calcul de Pi, cartographié le ciel, était un fonctionnaire et un inventeur. Il a amélioré la précision de la clepsydre, une horloge à eau qui mesurait le temps avec un liquide qui coule, et a créé la première sphère armillaire, un instrument astronomique. Mais surtout, Jang Hyun est célèbre pour l'invention du premier sismoscope au monde.
Il a présenté l'appareil à la cour impériale de la capitale Luoyang en 132 avant JC, 7 ans avant sa mort. Bien qu'il n'y ait pas d'illustrations survivantes de son sismoscope, les descriptions historiques indiquent qu'il s'agissait d'un grand instrument en bronze, en forme d'urne ou de vase. Sur le vase se trouvaient 8 dragons, chacun avec une boule de bronze serrée dans ses mâchoires. Juste en dessous de ces créatures mythiques se trouvaient 8 crapauds en bronze, dont la bouche était ouverte pour attraper la balle.
Les textes anciens sont plus vagues en ce qui concerne le contenu interne d'un sismoscope. En général, on pense qu'un pendule était suspendu à l'intérieur du corps creux du sismoscope et que des liaisons connectées à chacun des dragons l'entouraient. L'onde de choc du tremblement de terre aurait dû faire balancer le pendule, activant l'un des mécanismes à l'intérieur. Le dragon correspondant lâcherait sa balle sur le crapaud, informant la cour non seulement que le tremblement de terre s'était produit, mais aussi d'où le tremblement de terre venait.
L'invention de Jang Hyun a d'abord été accueillie avec scepticisme, mais, comme le raconte l'histoire, quelques années plus tard, la balle est finalement tombée. Quelques jours plus tard, un messager est arrivé pour signaler un grave tremblement de terre qui s'était produit à des milliers de kilomètres de Luoyang, exactement dans la direction du dragon.
Jan a nommé son sismoscope Hufen Didun Yi, ce qui signifie «un instrument pour mesurer les vents saisonniers et le mouvement de la Terre». Il croyait que les tremblements étaient causés par les vents et les changements de pression atmosphérique.
Les tentatives de réinventer le dispositif aux XIXe et XXe siècles ont échoué. On ne savait pas comment le pendule de l'ancien instrument était suffisamment sensible pour détecter les tremblements de terre à des centaines de kilomètres. De plus, comment les vibrations de la croûte terrestre pourraient-elles déclencher un seul mécanisme et ne pas toucher les autres?
En 2005, un groupe de sismologues et d'archéologues de l'Académie chinoise des sciences a annoncé qu'ils avaient réussi à créer une copie de travail de l'invention de Jang. Dans leur conception, le pendule lui-même n'interagissait pas avec les mécanismes de levier. Au lieu de cela, il a plané au-dessus d'une balle sur un piédestal mince. Lorsque le pendule a basculé, il a poussé la bille centrale dans l'un des 8 canaux. La balle a touché le système de déclenchement, qui a "animé" la bouche du dragon.
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Bien que l'appareil de Jan ait presque deux mille ans, le principe de son fonctionnement est toujours utilisé aujourd'hui. Une forme populaire du sismographe moderne utilise les mêmes propriétés d'inertie - une base statique et un pendule qui se déplacent indépendamment l'un de l'autre lorsque le sol tremble. Ce n'est qu'aujourd'hui que le pendule est un aimant, et le courant induit est analogue à une boule qui tombe. La numérisation des signaux permet aux sismographes de documenter l'intensité des tremblements de terre et leur durée.
