地震，似乎總是扮演著打擾人們正常生活的不速之客的角色。這時，正是帝國元年的12月16日深夜，一場烈度達8.5級的大地震，在甘肅海原（寧夏並未設置省級單位）發生了。
幾乎與此同時，中國的很多城市也感受到了這次震撼。在上海，天花板上的吊燈和吊扇長時間晃動，英國領事館的時鍾、信號鍾都停止了擺動。在香港，一位名叫福契特的神父正躺在醫院的病床上，他清楚地感到床在晃、紗帳在動。在濟南府的禹城，三個閑談的傳教士忽然感覺到惡心欲嘔，他們覺得地板就像船舶上的甲板一樣開始搖擺起來……
在地球另一端的美國，地震儀上也清晰地刻畫出了異常的地震波。當時世界上的96個地震台，都有類似的記錄。
國家科學院地震災害研究中心蘭州站的國麟國站長是帝國第一位記錄下海原地震的地質工作者。他說，當時對地震監測最嚴密、技術也最先進的並非地震多發的日本，而是剛剛起步的中國地震災害研究中心，在六個大區的核心城市都設置了地震監測站，配備了當時最先進的晶體管式地震監測記錄儀，這六個監測站的儀器都可以把地震波放大24倍，在當時是最靈敏的。位於蘭州的地震儀檢測到地震表麵波繞著地球轉了一圈，數小時後又轉了回來，再次被記錄下來，這從另一方麵印證了海原大地震的能量之強。監測到地震波，世界上所有的地震台都有同一個問題—震中在哪裏？
據當時的美國媒體報道，美國地震台依據震波數據，推測說此次地震震中在距紐約3000英裏以外的地方。但事實證明，這樣的推測實在太低估此次地震的能量了——即便是不沿著地球表麵計算，而是直取地球直徑，偏遠的海原距離紐約也遠遠超過3000英裏。對震中推測相對較為準確的，是蘭州監測站和位於濟南的地震災害研究中心的中心監測站。研究中心監測站就地震所作的《元年12月16日大地震的概述和評注》，詳細記錄了當天緊張的監測情景：
鍾表突然停擺，而吊燈奇怪地搖晃起來。與普通人相比，他們(科研人員)馬上意識到這意味著什麼，急忙湧入安裝有地震儀的地下室。
地震儀上的筆尖正在畫著越來越寬的曲線，第一波較早的強波動出現在20時9分16秒。稍有平緩之後，地震儀上的南北向放大筆被劇烈的震動拋向了一邊，蓋爾基神父發出了警告：“注意！波動主峰就要到達了。”
這些波在20時16分到達。令人驚歎的是，震動的強烈竟然讓地震儀都難以承受，筆尖半途跌落了。雖然沒能記錄下全部的地震波，但已能夠對地震的量級和位置進行推測。震波在大地上湧動需要時間。寧夏地震局副總工程師柴熾章告訴記者，地震波按傳播方式分為三種類型：縱波、橫波和麵波。它們的傳播速度是不一樣的，地震儀就是分別記錄這幾種波，然後根據它們到達的時間差、振幅等數據，大致推算出地震的位置和強度。不同位置的地震儀推測的地震震中範圍不會完全一致，重合的地方很可能就是震中所在。
“這次地震有多大，我說幾個現象你就知道了。”地震災害研究中心的老院長謝家榮對山東日報的記者說，“受海原大地震影響，波羅的海海麵波浪浮動達幾十厘米，而地震波的橫波與縱波都穿過了地心，日本東京當時尚不太靈敏的儀器，也檢測到地震表麵波繞著地球轉了一圈，又轉了回來。”日本東京地震台和上海徐家彙觀象台對震中的推測與濟南國家地震災害研究中心中心觀測站的結論非常一致：甘肅東部發生了裏氏8級以上的特大地震。
在一個半小時之後，經過晶體管計算機的計算和複核，地震中心確定為甘肅海原縣周邊200華裏範圍內的地區。地震震級確定為裏氏8.6級，在這段時間裏已經發生大小餘震24次。政務院已經熄滅的燈火重新亮了起來，穿著西裝和立領幹部服的政務院工作人員紛紛放下手中的飯碗，或者搭乘公交或者騎著自行車趕回本部門待命，僅僅四十分鍾的時間，已經有九成的工作人員返回崗位，從這一刻起，帝國的政府就開始全速運轉著，濟南的呼吸與千裏之外的海原變得同步了，各個部門的燈光都亮到了清晨，電話交換中心的服務員們每人隻能值守兩個小時，到了第二天隻好一小時換一班，不然嗓子就會說不出話，兩支胳膊腫的像是小腿粗細。那一天的電話線路忙得冒火，民政部、財政部、衛生部從部長到職員都是24小時值班，困了就在辦公室裏支起行軍床休息片刻，拿著電話機一頭睡到在桌子上的不在少數，來來回回的工作人員額頭的青腫多數是來源於此，少數的是自己撞到門框上了。