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地震释疑:张衡“地动仪”能否记录地震?
http://book.QQ.com2008年05月20日08:44   新京报   评论0
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地震释疑:张衡“地动仪”能否记录地震?

地动仪

5月12日四川地震,牵动了全国民众的心。震感瞬间传至全国各地。一些网友认为,既然汉代就有“地震仪”,为什么依然无法预测地震呢?

也有网友指出,此前的“蟾蜍迁徙”已经预报了地震。动物真的能预报地震吗?

张衡地动仪能记录地震吗?

地动仪无法记录发震时刻,更无法记录震级。因此,从现代地震学的角度来看,候风地动仪并不能记录地震,不是地震仪。

一些科技史著作声称,张衡在公元132年制造的“候风地动仪”能够准确记录地震,比西方第一台地震仪(由意大利人路吉·帕米里制造于1856年)早了1700多年。也有些材料说,候风地动仪可以“预测地震”。

不过,史书中有关候风地动仪的记载,仅见于《后汉书》。这一段记载只有区区196字,其中描述地动仪内部结构的内容更只有“中有都柱,傍行八道,施关发机”这12个意义隐晦、众说纷纭的字。以后,北齐的信都芳和隋朝的临孝恭,也都制造过地动仪,还留下了相关著作,可惜他们的著作都亡佚了。显然,仅根据《后汉书》中的简陋记载,要复原张衡的候风地动仪根本不可能。今天的复制品,其实是在史书那些“约束条件”之下所作的新创造。

尽管如此,《后汉书》的记载,还是向我们提供了一些有用信息。首先,候风地动仪绝不是地震预测仪。它只有在地震发生之后才起作用,只不过能比从驿卒更早地通知京城的人士罢了。这就好比我们看到闪电,就知道接下来很可能会听到雷声,但在闪电发生时,雷声也已经同时发生,只不过还没有传到我们耳朵里罢了。

其次,根据地震波的传播机理,候风地动仪是不太可能做到“验之以事,合契若神”的。地震发生时,从震源会发出两种波:一种叫P波,是纵波,它引起的物体震动方向和波的前进方向一致;一种叫S波,是横波,它引起的物体震动方向和波的前进方向垂直。P波的速度比S波快,因此最先到达地面,形成地震波中的初波。据初波的震动方向就可以知道震源方向。

但初波非常微弱,因为它只能从震源直直地向着地震波接收处地面传播的P波,而这部分P波携带的能量只占地震波全部能量的一小部分。如果候风地动仪能敏感到对“第一哨”初波就做出响应,那么足以有许多别的和地震无关的震动,比如在它附近跺脚,能引起它的反应,从而让人误把许多不是地震的震动也当成是地震。但如果要让候风地动仪保持一定的“迟钝”性,它又有可能无法“感觉”到地震的初波,直到之后的各种波陆续传来时才被“惊醒”,可是这些迟来的波的震动方向已经完全不能代表震源的方向了。

何况,记录一次地震必须有三个要素:发震时刻,震中位置和震级(地震强度)。候风地动仪只能记录震中方向。几台地动仪“联网”也可测出震中位置;但它却无法记录发震时刻,更无法记录震级。因此,从现代地震学的角度来看,候风地动仪并不能记录地震,不是地震仪,当然也就更不可能是“世界上第一台地震仪”了。

动物真能预报地震吗?

美国地质调查局(USGS)曾进行动物异常反应与地震的研究,结果是“没有找到二者间可信的联系”。

动物预报地震的最早的记录可以追溯到公元前373年,在地震把希腊的海利斯城(Helice)夷为平地之前,很多人看到动物纷纷迁出城外。的确,很多动物拥有比人类敏感得多的感觉系统。穴居动物对震动十分灵敏。

很多震前动物异常行为都是因此而发生的。大地震来临之前,可能有多次规模很小的前震。前震可能惊扰了那些对震动敏感的动物。

生物声学家穆根塔勒(Elizabeth VonMuggenthaler)研究过动物园中的动物对微小震动的反应。她发现,犀牛和老虎并没有特别的行为,只有穴居的裸滨鼠在震动时暂停活动。

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