地震仪
dì zhèn yí
地震仪是一种能够探测并记录地震波引起的地面运动的仪器，生成的地震图可用于确定地震位置并测量其强度。
Definition
地震仪是一种感知地面震动并将其记录下来的仪器，它利用悬挂在弹簧上的重物，在地面和仪器框架随之晃动时倾向于保持静止，从而将二者之间的差异描绘在纸上，或者在现代仪器中以电子方式记录下来。由此生成的地震图显示出纵波、横波和面波抵达的时间，某台站纵波与横波到达的时间差可以给出到震中的距离，而至少三个台站的记录通过三角测量就能确定震中的精确位置。现代宽频带地震仪使用一个悬浮质量块，通过电子反馈使其保持固定，并测量维持其固定所需的力，这种设计能够在约 $0.01$ 秒到超过 $100$ 秒的范围内保持平坦的响应，并能感知低于每秒一纳米的地面速度。
Example
北卡罗来纳地质调查局和各大学网络在全州范围内运行的地震仪，记录下了 2020 年斯巴达地震，而由数千个台站组成的全球网络，能够在几分钟之内确定任何一次重大地震的位置。1935 年的里氏震级最初是根据伍德－安德森扭转式地震仪定义的，震级取为在 $100\ \text{km}$ 距离处、以微米为单位的最大记录振幅的对数；美国地震阵列的“可移动阵列”在 2004 年至 2015 年间以 $70\ \text{km}$ 的台站网格横穿美国本土，为北卡罗来纳州之下的地壳和地幔成像。
Key Insight
单独一台地震仪只能告诉你地震发生的距离，却无法告诉你方向，这也是需要至少三个台站的原因：每个台站给出的可能距离所构成的圆圈会相交于一点，那就是震中。地震仪记录下的远不止地震本身，因为海浪会产生一种被称为“微震”的持续背景噪声，而放置在月球和火星上的地震仪，也正是运用同样的基本物理原理，揭示了这些星球的内部结构。