二、地震仪

记录和测量地震的仪器叫地震仪。世界上出现最早的地震仪，是我国东汉张衡（公元 78—139 年）于公元 132 年发明的候风地动仪（图 8-8）。

19 世纪 80 年代后，才出现记录地震时地面质点运动的位移、速度和加速度的各种仪器，称地震仪。其制作原理与候风地动仪相似，都是利用物体的惯性制成的。如图 8-9 所示，地震仪固定于地面上，仪器内有一悬挂重锤P，并附有杠杆 S，和记录笔，另有一记录滚筒固定于仪器底座上。当地震时， 地震仪随地面一起振动，但其中悬锤则因惯性于一瞬间而留于原位，这样连于其上的杠杆带动记录笔把地震波曲线记录在旋转的滚筒（每 24 小时旋转一周）上。如果没有地震，则只记录下一条直线。当然，这是最简单的原始地震仪。

现代地震仪与上述地震仪的制作原理基本相同，一般由拾震器（或叫 摆，相当于上述地震仪的重锤 P）、放大器（相当于上述的杠杆 S）和记录器（相当于上述的记录笔和旋转滚筒）等三部分组成。拾震器有水平的和垂直的两种，分别接受地震时地面的水平振动和垂直振动。仪器牢固地设在地基上，地震时随地面一起震动，由于摆的重锤的惯性，产生相对于其他部位的差异运动，由此反映出地面的振动。放大器用机械的、光学的或电子的方法将这种相对运动加以放大，随之用记录器的记录笔，而当前是用照象或磁带等方式连续记录下来，在记录纸上留下一条锯齿状曲线，称为地震图或地震谱（图 8-10）。按其放大倍数，地震仪可分为十倍级、千倍级、万倍级、十万倍级甚至百万倍级。现代化精密地震仪可以测出振幅仅有百分之几微米的振动。

震中距不同，地震仪上记录下来的地震谱有不同的型式。不同性质的地震波在地震谱上的表现形象，称为震相。如震中距较小的地震谱，因纵波和横波到达的时间差很小，在地震谱上就不易区分 P 波和 S 波曲线。震中距较大的地震，震波到达的时间较迟，纵波和横波到达的时间差较大。如图 8-10， P 波和 S 波的时间差为 3′43″，震中距为 2250km。PL 段是震动的开始，叫初震；L 后震动最大，叫主震；以后震波波幅又逐渐变小。如果观测点距震中很远，没有记录到 S 波，而 P 波也推迟到达，说明横波没有通过地核，而纵波通过地核时减慢了速度。利用专门方法，分析地震谱可以求得地震发生的时间、强度、震中距、震中方向、震源深度等。