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专家谈地震预报缘何成为世界难题
http://tech.QQ.com  2008年06月02日09:33   解放日报    评论0

土木工程防灾国家重点实验室教授、博士生导师 蒋 通

问:四川汶川5月12日发生的地震,波及大半个中国,上海点击查看上海及更多城市天气预报一些高层建筑也有明显震感。日前,有权威人士在接受采访时说,对于地震预报,特别是临震预报,世界上没有过关,我们国家也没有过关,是一个世界难题。

而据我所知,民间一向有通过水质变化、动物大规模迁徙等现象判断地震的方法。请问,是否可以通过这些现象判断地震?地震预报为何成为世界难题?

———东方网网友 东方晨晓

答:首先有必要指出的是,地震预测和地震预报是有严格区分的。地震预测是指地震主管机构或科研人员对某一地区内地震活动的未来状态,包括发生时域、地域、强度等要素进行的估计和推测。而地震预报则事关重大,关系到人民生命和财产安全,关系到社会秩序的稳定。从地震预测到地震预报还需经历预测书面报告提交、地震震情会商形成地震预报意见、专家评审和报告、政府部门统一发布等多个阶段。

具体来说,地震预报一般分为:长期预报(未来10年可能发生破坏性地震的地域);中期预报(未来1年至2年内可能发生破坏性地震的地域);短期预报(3个月内将要发生地震的时间、地点、震级)和临震预报(10日内将要发生地震的时间、地点、震级)等四种类型。预报成功将可以避免或减少人员伤亡,减轻经济损失;但预报失误则可能给社会造成损失并造成正常社会生活秩序的混乱。

通常来说,地震预测的技术途径是通过地震前兆信息、室内和野外的模拟实验以及孕震机理的理论研究来实现的。那么地震预测究竟难在哪里呢?原因可能有以下几个方面:

一是地球内部的“不可入性”。地震震源位于地球内部,而地球和天空不同,它是不透明的。上天容易入地难,人类目前尚不能深入到高温、高压状态的地球内部设置观察仪器来对震源进行直接观测。同时,由于地震在全球地理分布不均匀,震源主要集中在环太平洋地震带、欧亚地震带和大洋中脊地震带,因此地震学家只能在地球表面很浅的内部设置稀疏不均匀的观测台站。这样获取的数据很不完整也不充分,难以据此推测地球内部震源的情况。因此,到目前为止,人类对震源的环境和震源本身特点,仍知之甚少。

当前,对地下震源变化的认知往往只能通过地表的地震前兆探测来推测,包括地震、地形变、地下水、地磁、地电、重力、地应力、地声、地温等不同的科学观测手段。我国民间流传通过水质变化、动物迁徙等前兆现象判断地震的方法,还无法确定是确切的地震前兆。实际上,目前不仅没有任何一种震前异常现象在所有的地震前都被观测到,也没有一种震前异常现象一旦出现后必然发生地震。

二是大地震的“非频发性”。一个地区大地震发生的概率小、复发间隔时间很长,往往要几十年到几百年,这样的时间跨度与人类的寿命、与自有现代仪器观测以来经过的时间相比,要长得多。作为一门科学的研究,必须要有足够的统计样本,而在人类有生之年获取这些有意义的大地震样本是非常困难的。迄今为止,对大地震前兆现象的研究还处在对各个具体震例进行总结研究的阶段,尚缺乏建立地震发生理论所必需的经验规律。

三是地震物理过程的复杂性。地震是在极其复杂的地理环境中孕育和发生的。地震先兆的复杂性和多变性,与震源区地质环境的复杂性和孕育过程的复杂性密切相关。从技术层面上来讲,地震物理过程在从宏观至微观的所有层面上都很复杂。众所周知,地震是由断层破裂而引起的。仅就断层破裂而言,其宏观上的复杂性就表现为:同一断层上两次地震破裂的时间间隔长短不一,导致了地震发生的非周期性;不同时间段发生的地震在断层面上的分布也很不相同。其微观上的复杂性则表现为:地震的孕育包括“成核”、演化、突然快速破裂和骤然演变成大地震的过程。以上地震物理过程的复杂性及彼此之间关联的研究深化,将有助于人类对地震现象认识的深化。

一个多世纪以来,地震预测是世界各国地震学家最为关注的内容之一。1973年美国纽约兰山湖和1975年中国海城地震的成功预报,曾使地震学界对地震预测一度弥漫着乐观情绪。然而,运用经验性的地震预报方法却未能对1976年中国唐山点击查看唐山及更多城市天气预报大地震作出短期和临震预报。此后,地震学家预报的圣安德烈斯断层上的帕克菲尔德地震,以及日本东海大地震均未发生(前者推迟了11年,于2004年9月28日才发生,后者则至今还未发生),又使地震学家备感挫折。

不过,通过世界各国地震学家长期不懈的努力,地震预测特别是中、长期地震预测取得了一些有意义的进展。我国是开展地震预报较早的国家,也是实践地震预报最多的国家。我国的地震预报水平世界领先,特别是在较大时间跨度的中期和长期地震预报上已有一定的可信度。就世界范围来说,地震预报仍处于经验性的探索阶段,总体水平不高,特别是短期和临震预测的水平与社会需求相距甚远。地震预测预报仍然是世界性的科学难题,可能还需要几代地震工作者的持续努力。

地震预测面临的困难既是挑战,也是机遇。解决地震预测困难的出路,既不能单纯依靠经验性方法,也不能置迫切的社会需求于不顾坐待某一天的突然进展。目前,我国已建立了1200多个地震监测台站,布设了总长度达数万公里的流动测线,建立了近万个群众业余监测哨,现代化的覆盖全国的地震观测网络已初具规模。与此同时,地震观测技术的进步和高新技术的发展运用,为地震预测研究带来了新的历史性机遇。因此,在科技进步、强化对地震前兆观测、开展地震预测科学试验、系统开展地球内部观测和研究的推动下,对地震预测的前景可以抱审慎的乐观态度。

[责任编辑:paulzou]

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