地震到底能不能预测

年移动的平均速度不过数厘米，大致　相当于人手指甲生长的速度。可是，　板块运动所造成的地震却无时无刻不　行研究后认为，这一地区将在８０年代　发生６．０级地震，居民在惊慌中迎来了　８０年代，地震爽约了；进入９０年代直　至今日，灾难仍未降临。　日本曾是世界上最为专注地震预　报研究的国家，也曾成立了一系列的组　织，在全国范围内布置了如蛛网般密集　的地震观测网和地形变观测网，利用地　球物理学、地质学和化学方法进行地震　在。据统计，全球每年会发生５００万次　地震，这意味着每分钟就发生１０次地　震。在这些地震中，约有１０万次能为　人感觉到，只有１Ｏ０个能造成灾害；　真正能对人类造成严重破坏的地震，　全世界每年大约有一二十次；而像唐　山、汶川地震那样大规模的地震，平　预测。１９９４年，日本政府在东海地区布　１　９７５年的辽宁海城地震，是联合国迄今为止所承　均每年也只有一两次。　认的唯一一个准确预报的地震案例。图为海城地　地震的分布地域很不均匀：绝大　震纪念碑　多数地震分布于板块交接处，而在太　斯克斯（Ｓｙｋｅｓ）在《地球物理研究》　平洋板块与其他板块之间分布更为密　（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ）　集。比如，每年南加州发生的地震就　上发表了有史以来最被广泛阅读的地　有１万次之多，其中只有百分之几的地　震学文章《地震学与新全球板块理　震震级超过３．０，其中震级超过４．０的只　论》（Ｓｅｉｓｍｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｇｌｏｂａｌ　有１５～２０次。　ｔｅｃｔｏｎｉｃｓ），人类对地震的认识进入了　一个全新￣９Ｂ，３代。　地震，谁能准确预报　对于从事地震预报研究的科学　地震，无时无刻不在　家来说，最重要的就是要知道地震发　根据现代地震学理论，地震是　生的Ｂ－，ｊｆ￣、地点及其破坏性。迄今为　地球内部运动引起的地表震动，是一　止，还没有任何组织、个人能对地震　种自然现象。地震通常可分为构造地　进行准确预测。　震、火山地震、塌陷地震、诱发地　不过科学家能通过断层、过去地　震、人工地震等几种类型，而造成大　震的分布等判断地震出现的频率，预　范围灾害的通常是构造地震，起因就　测某一地区未来发生地震的几率。因　是地球上板块与板块之间相互挤压碰　此，地震预测经常采取这样的预报方　撞，造成板块边沿及板块内部产生错　式：在某地区未来５０年内发生地震的　动和破裂，从而产生地震。　概率为９０％。上世纪中期，美国科学　地球板块运动的速度非常慢，每　家对加利福尼亚州中部的一个断层进　造成大范围灾害的通常是构造地震，起因就是地球上板块与板块之间相互挤压碰撞。该图显示地球上绝大多　数５级以上地震的分布与板块边界相吻合　置了地震监测网，坚信该地区将会发生　大地震。然而东海地震迟迟未来，而其　他地区却地震频发……　１９９７￣，罗伯特・盖勒（ＲｏｂｅｒｔＧｅｌｌｅｒ）　等科学家在《科学》（Ｓｃｉｅｎｃｅ）杂志　上发表了地震不可预测的文章。他们　根据非线性系统的混沌理论的结果，　认为任何一个小地震均可能演变为灾　难性的地震，演变是否会发生则取决　于地球内部一些无法测定的因素。他　们的最终观点是：地震预测研究毫无　希望，人们应放弃在几小时、几天或　几个月之前预测到地震的希望。这篇　文章引起了轩然大波，并一度对地震　学界和政府产生了影响。　经过数年的辩论，多数地震学　家仍在努力研究地震预测。目前的　地震研究更关注那些比较频繁的小　地震：通过对小地震进行观测、分　析，了解地震的具体过程，来达到　预测大地震、毁灭性地震这一长远　目标。科学家们在地震活跃区安置　了大量地震监测设备，建立起密集　的监测网络，监测地震活动的地点　及持续时间，了解地震活动的异常　现象；同时通过各种仪器测量地震　前发生的地球物理上的变化，如地　表倾斜度和断层附近的磁场变化，　尝试对地震进行预测。　尽管多数地震学家坚信地震可预　测，但真正准确、可靠预报地震的案　例如凤毛麟角。１９７５年２月４日，中国　成功预报了辽宁海城地震，这也是联　合国迄今为止所承认的唯一一个准确　预报的地震案例。　Ｎａｔｕｒｅ＆ＳｃｉＴｅｃｈ　Ｎｏ　１８５（Ｍａｙ—Ｊｕｎｅ　２０１１）　１　１　地震先兆动物先知？　在中国和日本，除了利用地质　学、地球化学、地球物理学等手段　外，人们也曾多次使用一种特殊的手　段进行地震预报，那就是通过观察动　物的行为来监测地震。　几干年前，人们就注意到很多动　物在地震前会有行为异常。公元前３７３　年，古希腊赫利刻城大地震的前几天，　老鼠、黄鼠狼、蛇和蜈蚣纷纷离开窝　巢出逃。地震前动物出现异常行为在　中国也屡见不鲜：２０世纪２０年代，宁夏　省海原县发生里氏８．５级大地震，地震　之前，狼群四处疯跑，狗狂吠，麻雀乱　飞；１　９６６年河北省邢台地震前，位于震　中附近的狗都奔窝而去，因而存活了下　来；１９６９年７月１８日在渤海发生７．４级地　１５１本太平洋沿岸的地震是由于海洋地壳向岛弧地　壳下沉挤住引起的　震，震前，海鸥、鲨鱼等均出现异常行　为，在天津动物园大熊猫、鹿、牦牛、　泥鳅、老虎也出现了异常行为，人们据　此发布了地震预报。　据统计，在地震前，尤其是地震　前２４／Ｊ＼时内，动物的异常行为尤其频　繁。老鼠、鱼、蛇等动物的异常行为　则早在地震发生前三天就有所表现，　这种现象会一直持续到地震前几个小　时甚至几分钟。　利用动物异常行为预报地震的　最好案例，就是中国成功预测了１９７５　年初的辽宁海城地震。１９７４年底隆冬　之季，大量蛇停止冬眠，爬出洞穴最　终冻死在冰冷的地面上，大批老鼠逃　亡，随之在１２月末发生了一系列的前　震（大震之前的小震）。次年１月，　动物异常行为更加频繁，达数干起之　】２　自然与科技２０１１年第３期总第１８５期　多，海城当地冬眠的蛇从洞穴里钻出　来冻死在雪地里；２月份最初的三天　内，动物异常行为越加频繁，牛、　马、狗等大型动物也表现出不寻常的　行为。２月４日，一场７．３级的大地震袭　击了海城……由于预报及时，这场地　震造成的人员和财产损失非常小。　那么，动物为何能预知地震呢？　动物的行为可能是由于地震前地球物　理、地球化学等变化引起的。一些动　物能敏锐地感觉到地震来临之前的电　磁变化以及自身的变化，并调整自身　的行为来适应整个环境。它们生命系　统的不同部位对周围媒介的变化，使　其作出异常反应。现在科学家们已经　采用新的仪器和固体电子传感器对动　物进行实验，观察它们在大灾难到来　前的反应。　海城地震的成功预报，使世人看　到了地震准确预报的希望。不过１９７６　年７月２８日唐山大地震，尽管科学家已　侦测到发现地震先兆，如地球物理、　地球化学信号异常，更观察到了多起　动物异常行为，但出现异常的范围非　常大，中国科学家难以确定具体方　位，因此未能做出精确的预报。科学　家们认识到，地震的准确预报任重而　道远　预警更重要　既然地震预测仍是一世纪难题，　那么在目前的条件下，如何能为公众　尽早提供地震预警，最大程度上降低　地震所造成的灾害呢？地震速报系统　就是为此目的而建立的。　此次日本东北地震时，预警系统从分布在各地的　探测节点上获得的地震的程度和位置　根据目前的地震形成理论，造成地　震的原因是断层破裂。断层破裂时，两　Ｎ￣ｔ０岩体会相对移动，并释放出累积的　，能量。大部分的能量在克服摩擦力中损　失，并以热能呈现，另一部分能量则造　成岩体快速的位移，形成弹性波，释放　到附近的地壳中。当岩体　ｆ央速位移时，　所产生的推力会形成压缩波，即所谓的　Ｐ波，沿着断层面的相对位移则形成剪　力波，即所谓的ｓ波。其中Ｐ波在所有地　震波中，前进速度最快，每秒钟传播７　公里，也最先到达；而Ｓ波前进速度仅　次于Ｐ波，速度为每秒钟４公里，不过振　幅是Ｐ波的３～１０倍，破坏力强得多。因　此，提前探测到Ｐ波将为避灾提供数秒　乃至数分钟的时间。　地震监测点探测到先：￣Ｊｔ３ＯＰ波后，　强大的计算机系统可快速判断是否将有　破坏性的地震出现，并通过通讯网络将　信息进行发布，切断相应的一些关键　设施，如煤气、电厂等，并通过通讯系　统为公众提供预警，从而避免更大的　破坏。这套系统被称为地震快速预警　系统，在墨西哥、日本以及美国加州等　区域已获得广泛使用。在此次日本大地　震中，正是由于地震快速预警系统，福　岛的核电站系统在地震破坏之前被关　闭，否则将会造成更大的损失。２００８年　６月，宫城地区曾发生里氏７．２级地震，　离震源７０公里的日本仙台市在那次地震　波到达１５＿３２秒前接到了预警。　尽管目前地震预报仍是一世纪难　题，但科学家从未放弃努力。德州休斯　顿莱斯大学华裔地质学教授牛凤麟的研　究小组研发的新科技，已可以在数ｄ＼ｌｔ￣　前侦测出地震即将发生。２００５年圣诞　节和新年前夕，牛凤麟的研究团队分　别成功地在数小时前在加州侦测到地　震。他们在加州帕克斐德四周的圣安　德里亚斯断层，插进１０００米长的精密　电子侦测器，结果在１０／Ｊ＼ｌｔ－，Ｊ前￣Ｄ２ｄ＼Ｉｔ－，）　前都侦测到地震。这个研究团队计划　在圣安德里亚斯断层更深处安装侦测　器，以便更精准地侦测地震。墨盈　（作者单位：上海世博会事务协调局　中国馆部）