El antiguo detector de terremotos que desconcertó a los historiadores modernos

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Los sismógrafos modernos son piezas de equipo extremadamente sensibles. Al registrar los más mínimos movimientos de luz láser o imanes, estos dispositivos pueden detectar el más pequeño de los ruidos, incluso cuando no podemos sentirlos. Existen redes de miles y miles de sismógrafos instalados en todo el mundo que pueden determinar con precisión el epicentro de un terremoto: su punto de origen. Y con toda la información que producen estos clusters, estamos mejorando constantemente nuestra comprensión de estos eventos geológicos, desarrollando sistemas de alerta temprana y descubriendo cómo construir las estructuras más seguras. Tenemos la tecnología de nuestro lado, por supuesto, y sin embargo, el diseño del primer dispositivo de detección de terremotos no es tan diferente de las versiones actuales. Solo fue creado hace casi 2000 años, antes de que la gente siquiera entendiera lo que era un terremoto.

Zhang Heng vivió en China durante la dinastía Han, y la historia lo recuerda como un erudito en muchos campos. Estudió astronomía, matemáticas, ciencia, ingeniería, cartografía y poesía, entre otros campos de estudio y actividades artísticas. Se desempeñó como funcionario del gobierno durante gran parte de su vida adulta, y fue invitado a la corte imperial a mediados de los años 30 por el Emperador An en honor a sus habilidades como matemático.

Trabajó en el cálculo de pi, estrellas mapeadas, y en conjunto con su carrera académica, fue un inventor. Mejoró la precisión de la clepsidra de entrada, un tipo de reloj de agua que mide el tiempo mediante el flujo de líquido, y se le atribuye la creación de la primera esfera armilar accionada por agua (un modelo dinámico que ilustra el movimiento de objetos celestes). Pero Zhang Heng es famoso por inventar el primer seismoscopio del mundo.

Un sello chino que conmemora a Zhang Heng (a través de Getty / iStockphoto)

Introdujo su dispositivo en la corte imperial en la capital de Luoyang en el año 132 d. C., siete años antes de su muerte en el año 139 d. C. Aunque no hay remanentes físicos o ilustraciones de su seismóscopio, las descripciones históricas lo describen como un gran instrumento de bronce, similar en forma de una urna o un jarrón. Montado en el exterior de esto, había ocho dragones, cada uno con una bola de bronce en su mandíbula. Justo debajo de estas míticas protuberancias había ocho sapos de bronce, bocas abiertas para recibir las bolas si caían.

Los textos antiguos son un poco más turbios en el funcionamiento interno del seismoscopio. En general, se cree, sin embargo, que dentro del cuerpo hueco del seismoscopio colgaba un péndulo, mientras que los mecanismos de palanca conectados a cada uno de los dragones flanqueaban este péndulo por todos lados. Las ondas de choque de un terremoto causarían que el péndulo se balancee, activando uno de los mecanismos internos. El dragón correspondiente le regalaría su pelota al sapo, informando a la corte que no solo había ocurrido un terremoto, sino de qué dirección general provenían los temblores. Usted ve, cada dragón y sapo relacionados con un punto de la brújula: norte, noroeste, oeste, etc., para que el gobierno sepa a dónde enviar ayuda.

Un intento de una réplica en funcionamiento (Science & Society Picture Library a través de Getty)

La invención de Zhang Heng se encontró inicialmente con escepticismo. Sus puntos de vista sobre ciertos temas lo hicieron impopular con algunos de sus pares, y lo que es peor, su seismoscopio no fue probado. Pero según cuenta la historia, varios años después, finalmente se cayó una pelota. Esto por sí solo no era evidencia de que funcionara, por supuesto, no se había sentido ningún terremoto en la capital, pero días más tarde llegó un mensajero para informar de un terremoto grave que se originó a cientos de millas de distancia, hacia el oeste de Luoyang en la dirección hacia la boca del dragón ahora vacío.

Zhang Heng llamó a su seismoscopio Houfeng Didong Yi, que significa "instrumento para medir los vientos estacionales y los movimientos de la Tierra". Mientras que muchas personas de su tiempo creían que los terremotos tenían catalizadores espirituales, él y una colección de otros eruditos opinaban que los eventos fueron causados ??por vientos y cambios en la presión atmosférica, teniendo en cuenta que esto era mucho antes de la semilla tectónica teoría surgió a principios del siglo XX.

En los siglos posteriores a la muerte de Zhang Heng, se dijo que otros intelectuales chinos habían creado los sismos de su diseño. Sin embargo, dado que nada tangible sobrevivió al paso del tiempo, los historiadores de nuestra época han luchado por reconciliar estas cuentas centenarias con una réplica funcional del dispositivo de Zhang. Algunos incluso especulan que nunca existió. Si bien la naturaleza ornamentada del seismoscopio estaba bien descrita, los mecanismos exactos que la impulsaron no lo fueron. Los intentos de reinventarlo en los siglos XIX y XX resultaron infructuosos. No quedó claro, por ejemplo, cómo un diseño de péndulo antiguo podría ser lo suficientemente sensible como para detectar terremotos a cientos de millas de distancia. Además, ¿cómo podría el movimiento activar solo un mecanismo y ahorrarles a los demás?

En 2005, un grupo de sismólogos y arqueólogos de la Academia de Ciencias de China anunció que había creado una réplica probada y funcional. En su versión, el péndulo en sí mismo no interactúa con ninguna palanca; en cambio, está suspendido sobre otra bola colocada sobre un pedestal delgado. Cuando el péndulo se balancea, empuja la bola central hacia uno de los ocho canales, donde golpea un sistema de gatillo que anima la boca externa del dragón. No sabemos cómo funciona exactamente el modelo de Zhang, por supuesto, pero muestra que solo una reinterpretación menor de cómo se describe el seismoscopio en los textos históricos puede conducir a la creación de un dispositivo sensible y orientado a la dirección.

A pesar de que el dispositivo de Zhang tiene casi dos milenios, el principio de funcionamiento detrás de él todavía se usa comúnmente en la actualidad. Una forma popular de sismógrafo moderno utiliza exactamente las mismas propiedades de inercia, por lo que una base estática y un péndulo colgante se mueven independientemente el uno del otro cuando la tierra tiembla. Solo que hoy en día el péndulo es un imán, y la corriente inducida que produce su oscilación en la base conductora es el registro. La conversión de las fluctuaciones en una señal digital permite que tales sismógrafos documenten la intensidad del temblor, su margen de tiempo, etc. La invención de Zhang señaló la ocurrencia simple de un terremoto, de ahí el nombre de seismoscopio.

Las secuelas de un terremoto de 6,5 grados de magnitud que sacudió la provincia china de Yunnan en agosto de 2014

Si bien el diseño original de Zhang ha sobrevivido más o menos al paso del tiempo, todavía estamos ideando nuevas técnicas de monitoreo. Los investigadores de Stanford anunciaron el año pasado, por ejemplo, que habían desarrollado un método para detectar terremotos utilizando cables de fibra óptica existentes. Sin embargo, predecir los terremotos antes de que sucedan es algo que estamos lejos de dominar. Lo mejor que podemos hacer en este momento es usar sismógrafos para advertir sobre las ondas de choque inminentes justo después de que haya ocurrido un terremoto. Normalmente, sin embargo, este heads-up es solo una cuestión de segundos.

Nuestra conciencia sobre el cambio de las placas tectónicas nos da la posibilidad de suponer vagamente dónde podrían ocurrir los terremotos en el futuro. Los intentos de técnicas más precisas se han mostrado prometedores, solo para volver a etiquetarlos poco confiables más adelante. Sin embargo, hay evidencia anecdótica de que los animales pueden mostrar un comportamiento extraño hasta varios días antes de un terremoto.

El sapo común Bufo bufo (a través de Getty)

El estudio más confiable de este fenómeno fue publicado en 2010. Casi una colonia entera de sapos, un posgraduado de biología, estudiaba el desove inexplicablemente abandonado y abandonó el estanque que llamaban hogar en el transcurso de unos pocos días. Cinco días después de que los sapos inicialmente comenzaron a mostrar un comportamiento extraño, un terremoto golpeó a 74 km del sitio. Se piensa que las emisiones de la tierra circundante al alcanzar el máximo estrés cambiaron la composición química del hábitat, causando esta reacción en los sapos.

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