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「上天容易入地難」 人類為何無法準確預測地震

準確預報地震難在何處

    科學家們都說「上天容易入地難」。人類可以借助天文望遠鏡觀測成百上千光年(距離單位,是光波在一年中「行走的路程」,約95608億公里)遠的浩瀚太空;但對地表以下僅十幾公里深處的情況還一頭霧水。但恰恰是這地表以下的十幾公里處,是最應該關注的,因為在此處孕育的「地下殺手」——地震,給人類帶來的浩劫最大。中國地震局地球物理研究所研究員王林瑛在接受媒體採訪時曾表示,觀測地下比觀測太空要難得多,因為我們要探測到可能發生的地震,必須得到達孕育地震的深度,要到十幾公里甚至幾十公里的深部,而目前的技術水平不能支持這樣的探測。人類對地下探測到達的最遠距離僅距地表10公里多,蘇聯在上世紀70年代實施的科拉半島超深鑽探工程,最終深度為12261米。

    準確向人類預警可能發生的地震,包括兩個密切相連的環節——地震預測和地震預報。地震預測是根據所認識的地震發生規律,用科學方法對未來地震發生的時間、地點和強度做預先估計。地震預報則是在具備一定可靠程度的前提下,由權威部門把地震預測的意見向公眾宣佈。有實用價值的地震預報必須同時報出時間、地點和強度。地震預測是二戰結束後開展的探索性研究項目,特別是中、短期或臨震前的預測至今還處於探索階段,遠沒有到可以實用的程度。

    地震預測的科學前提,是認識地震孕育和發生的物理過程,包括地球介質物理、力學性質的異常變化。但人類對地震成因和地震發生的規律還知之甚少,主要是因為地震是宏觀自然界中大規模的深層變動過程,其影響因素過於複雜,有眾多未知因素存在。人們所能做的是在地面上觀測某些物理量如地震波等,但這種觀測通常是非常不完善的。在地表所能觀測到的物理量異常變化,是否與地震的發生真正相關往往不能確定。這就是地震預測研究進展緩慢的真實原因。

  三種思路都不完善

    目前地震預測研究有3種不同的思路:

    1從地質結構上判斷地震。地震發生在地殼中上層,研究已發生的大地震的地質構造特點,應有助於今後判定何處具備發生大地震的地質背景。但有些地震發生前,其地質構造往往不明朗,震後才發現有某個斷層,才認為與地震有關。

    2從統計概率中推算地震。對過去已發生的地震,運用統計方法,從中發現地震發生的規律,特別是時間序列的規律,根據過去以推測未來。此法把地震問題歸結為數學問題,因需要對大量地震資料作統計,研究的區域往往過大,所以判定地震的地點有困難,而且概率推算很難準確。

    3從「異象」中得出地震先兆。觀測地球物理場的各種參數,以及地下水甚至某些動植物等的異常變化(可稱為「異象」),可能找到有用的地震前兆。前兆研究中的最大困難是,觀測中常遇到各種天然的和人為的干擾,而所謂的前兆與地震的對應往往是經驗性的,還沒有找到一種普遍適用的可靠前兆。幾乎每次地震發生後,都有人說感覺到了地震前的「異象」,這只能是「事後諸葛亮了」。此次汶川地震前,《華西都市報》5月8日曾報道,7日上午,四川綿竹城區上萬隻蟾蜍集體大遷移,持續了兩個多小時。當12日的地震發生後,有人就想到蟾蜍「搬家」是否是地震發生的前兆。這有待於專家分析,作出結論。

    這3種思路都不能有效地解決地震預測問題。實際採取的是綜合的辦法,把3種不同思路所得數據放在一起對比參照,努力對未來的地震活動作出估計。由此可見,預測地震決不是常人想像的那麼簡單。只有能夠做到時間、地點和震級的準確,預測才是有實用性的。而只有在這種預測基礎上,政府權威部門才會向公眾發出地震預報以及時避險。

  海城地震預報是惟一成功

    中國的地震預測研究走過了42年的歷史。1966年的河北邢台地震是中國地震預測研究的起點,那次6.8級的地震奪去了8064人的生命。1975年遼寧海城地震預報的成功,曾讓我國的地震工作者們欣喜若狂,一度認為中國人已經解決了預測地震的世界性難題。但隨之而來的唐山大地震,徹底震碎了地震工作者們的幻想。

    1966年的邢台大地震,周恩來總理在受災現場要求全國當時僅有的幾名地震研究人員,要把邢台地震當作一個重要課題來抓,解決地震預測的難題。1975年2月3日18時,海城—營口地區發生了一次3.1級地震,緊接著地震頻次逐漸增加。地震專家們分析了地震活動的發展趨勢,並結合全省各地提供的近2000條前兆信息,於4日零時及時向省政府發出了遼寧海城—營口將要發生大震的預測。省政府於2月4日上午10時發出通報,要求落實防震、抗震工作。當天19時36分,震級7.3的大地震發生了,我國首次實現了對7級以上地震的成功預警。在海城地震發生後,聯合國確認海城地震預報為人類第一次、也是迄今為止惟一一次對強震作出的準確臨震預報。即便是被聯合國承認的惟一一次準確預報地震的先例,它的功臣們也把「湊巧」這個因素放在重要位置。

    目前在世界上,地震預測仍然是一個難題。許多國家能夠做到全天候地觀測地層變化情況或避開地震高發地帶。如在美國加州,隨時可以從網上查到加州每天24小時內發生地震的概率;日本則有一個頻道實時公佈地震實況,讓公眾根據具體情況,自行採取相應防範措施。但這些只是根據地球內部地震波的活動,來推測出微小地震的發生概率。而完全準確地預測出重大破壞性地震,目前仍然做不到。
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