4月18日13时1分,台湾花莲县海域发生6.7级地震。几乎是同一时间,各地震监测设备就已经监测到此次地震的相关数据,并通过网络传输到中国地震台网中心的数据中心,一分多钟后,地震速报机器人完成数据处理,将此次地震的相关信息向公众发布。这些信息的源头都来自于地震监测设备,它的名字叫地震仪。
地震仪是一种监视地震的发生,记录地震相关参数的仪器。
我国目前正在使用的宽频带地震仪(含宽频带地震计和数据采集器)
中国地震局地球物理研究所研究员杨建思在接受科技日报采访时表示,现在地震仪不仅技术上越来越成熟,功能也分得越来越细。这种宽频带地震仪主要用于日常监测,经过三代产品更新,数据采集器已经可以实现数据实时传输。在野外进行的临时布点监测活动中,我国科学家大多采用一体化宽频带地震仪。
一体化宽频带地震仪
杨建思和她的同事们常年在野外工作,震前前往人烟稀少的地方进行布点、数据收集工作,震后他们还会在第一时间进入最危险的地震区域进行数据采集工作。这样的工作,地震科学家们代代相传。
中国人对于地震仪有十分独特的感情。在我国的史书中,有东汉时代的科学家张衡浓墨重彩的一笔,相传其在公元132年就制成了世界上最早的“地震仪”——地动仪。《后汉书 张衡传》记载:“尝一龙机发而地不觉动,京师学者咸怪其无征,后数日驿至,果地震陇西,于是皆服其妙。” 史书上的简短记载后来演变为流传甚广的故事——东汉时期,地震灾害频繁,太史令张衡通过一次又一次的试验探究,创造了地动仪,成功监测到了包括陇西大地震在内的多次地震。尽管这个故事的真实与否学界尚有争议,但中国人对于地动仪确实有特殊的感情。
1930年,我国地震科学的创始人李善邦先生历经千辛万苦建立鹫峰地震台,这是我国行建设的第一个地震台,意义重大。张衡地动仪在那时便是标志性的“物件”。为纪念鹫峰地震台成立,翁文灏题词,李善邦手书,并配刘兴成绘张衡地动仪图悬挂在地震台内。
北京国家观象台陈列的地动仪摆件
刘兴成绘张衡地动仪图
李善邦之子李建荣在接受科技日报采访时表示,鹫峰地震台初建时,为了监测地震,李善邦费尽周折从德国采购了一台地震仪。这台地震仪花费了一万大洋,在当时属于极大的数额。这台德国制造的维歇特式小型机械式是鹫峰地震台最早使用的地震仪,1930年春天开始安装调试,1930年9月20日13时02分02秒记录到第一次地震。1937年,七七事变后,由于战乱,加之地震仪体积较大,无法转移,地震学家们失去了这台宝贵的地震仪。
鹫峰地震台最早使用的德制维歇特式小型机械式地震仪,后毁于战火
下图这台俄制伽利津一卫立蒲电磁式地震仪,1932年开始安装在鹫峰地震台。它的投入运行使鹫峰地震台一跃成为当时国际一流的地震台。1937年“七·七”事变后,科学家们历经艰险将该设备受善保存,避开了战火损毁。
抗战胜利后,迁往南京使用,后迁京,直到70年代,这台地震一才停止使用。
鹫峰地震台的俄制伽利津一卫立蒲电磁式地震仪
抗日战争中,以李善邦为首的几位地震学家,在战乱中漂泊,辗转前往内地,为了能继续监测和记录地震情况,1943年李善邦在四川北碚,极端困难的条件下,研制成功我国近代第一套熏烟记录机械放大式地震仪,定名为霓式地震仪,有互相垂直的两个水平分向,没有附加阻尼的装置。
霓式地震仪
随着测震要求的不断提高,地震科学家们不断研究更加准确、灵敏的地震仪。
1951年,在霓式地震仪的基础上,改进制成大、小两种仪器,定名为大、小51式地震仪。大型51式放大倍数约100倍。1959年,地震学家、后成为中国工程院院士的许绍燮和同事们在大51型地震仪上加装了一个电磁阻尼器,取名513型地震仪,可记录中等强度的地震。1962年,我国研制成功电动性检流计记录地震仪,系统放大率突破10万倍。
大51式地震仪
513型地震仪
62型地震仪
中国地震局(https://www.cea.gov.cn/cea/xwzx/mtbb/5468430/index.html)