Un lettré chinois construisit le premier détecteur de séismes en 132 — avec dragons et crapauds.
Le premier détecteur de séismes fut construit par le lettré chinois Zhang Heng en 132 : une urne de bronze ceinte de huit dragons tenant une bille au-dessus d'un crapaud — la bille tombée désignait le séisme. Le sismographe moderne vint de John Milne au Japon, dont les pendules vers 1880 enregistrèrent le sol pour la première fois.
L'appareil de Zhang Heng aurait détecté des séismes lointains imperceptibles dans la capitale — les archives de la cour décrivent des fonctionnaires envoyant des inspecteurs vers la direction indiquée. Les instruments de Milne, enregistrant les secousses sur papier enfumé, fondèrent la sismologie comme science : pour la première fois, les tremblements de terre laissaient une trace écrite.
Zhang Heng (78-139) était le polymathe des Han — astronome, mathématicien, poète, inventeur du char odomètre. Son « houfeng didongyi » (instrument pour mesurer les vents saisonniers et les mouvements de la terre) se dressait devant le palais à Luoyang : un vaisseau de bronze bombé, d'environ deux mètres de diamètre, avec huit dragons espacés sur le rebord supérieur face aux huit directions.
À l'intérieur, un pendule inversé — un poids suspendu — oscillait vers toute secousse, déclenchant un levier qui libérait la bille du dragon faisant face à la direction du séisme ; elle tombait avec un fracas dans la gueule du crapaud en dessous. Le Livre des Han postérieurs rapporte qu'en 138 l'appareil lâcha une bille sans que personne à Luoyang ne sente rien — des jours plus tard, des messagers annoncèrent un tremblement de terre loin à l'ouest, dans la direction indiquée.
Dix-sept siècles plus tard, le Japon — laboratoire sismique du monde — accueillit la percée. John Milne arriva en 1876 pour y enseigner la géologie et l'art des mines à Tokyo, vécut les grandes secousses et construisit avec ses collègues des instruments toujours meilleurs : un pendule horizontal dont le fléau restait immobile par inertie pendant que la terre bougeait dessous, un stylet traçant le mouvement relatif sur papier enfumé.
Les sismographes de Milne des années 1880 enregistrèrent les tremblements de terre fidèlement pour la première fois — amplitude, durée, arrivées des ondes. Il fonda la Société sismologique du Japon (1880), la première au monde, et après son retour en Angleterre déploya un réseau mondial de stations qui suivit les séismes autour de la planète. La sismologie moderne est son invention.
Enregistrer les séismes exigeait une échelle pour les classer. En 1935, Charles Richter et Beno Gutenberg à Caltech introduisirent l'échelle de Richter, classant les séismes selon le logarithme de l'amplitude des ondes — chaque degré représentant environ 32 fois plus d'énergie. L'échelle fut ensuite affinée en magnitude de moment, qui mesure l'énergie réellement libérée à la faille ; le séisme du Chili de 1960, de magnitude 9,5, reste le plus grand jamais enregistré.
Les réseaux sismographiques devinrent aussi des sentinelles de la guerre froide : les mêmes instruments qui suivent les séismes détectent les essais nucléaires souterrains, et le système de surveillance des traités d'interdiction des essais descend directement du papier enfumé de Milne.
Les descendants actuels de l'urne de Zhang Heng et du pendule de Milne sont numériques, mondiaux et rapides. Des réseaux denses de capteurs au Japon, au Mexique, en Californie et ailleurs détectent les premières ondes P, inoffensives, et diffusent des alertes quelques secondes avant l'arrivée des ondes S destructrices — de quoi arrêter les trains, fermer les vannes de gaz et envoyer des millions d'alertes sur les téléphones.
Le rêve servi par Zhang Heng — savoir où la terre a tremblé, même au loin — est devenu un système nerveux planétaire. Les dragons et les crapauds ont disparu ; le principe, une masse qui reste immobile pendant que le monde tremble, est exactement le même.
