地震预测：一个可能完成的任务？

　地震预测：一个可能完成的任务？
　　
　　能否实现地震预测，一直是人类关心的焦点问题，是地球科学的宏伟研究目标。
　　
　　地震是由地球内部的变动引起的地壳的震动。破坏性地震不仅会对建筑物造成破坏，对人类的生命财产构成严重威胁，而且还会使地壳产生变形，如山崩、陷落、海啸等。因此，破坏性地震是对人类产生严重灾难的自然灾害之一。
　　
　　不久前，日本科技厅下属的一个研究小组在一份研究报告中预测，东京50年内发生里氏7级大地震的概率高达90％。这一“恐怖”预言引起了全世界的关注。
　　
　　言之有据的预测
　　
　　日本历史上曾发生过两千多次大地震。1923年，里氏7.9级的“关东大地震”导致东京85％的房屋毁于一旦，横滨96％的房屋被夷为平地，14.3万人丧生，10多万人无家可归，财产损失达300亿美元。由于日本有惨痛的历史教训，因而加强了对地震的研究。1995年阪神大地震后，日本建立了地震预测体制，成立了地震研究委员会,根据地质和历史情况，对全国各地可能发生地震的概率进行预测。众所周知，日本位于太平洋西岸火山地震带，是一个多火山的国家，全境有火山200多座，其中活火山占三分之一。全国平均每天发生4次地震，有“地震国”之称。日本东京附近，平均每3天就会发生一次有感地震。专家们认为，从地质结构上判断，类似灾难迟早还会再次降临东京。因而长期以来，日本国民一直关注作为全世界人口密度最高的大都市之一的东京，何时会再遭遇毁灭性大地震？日本地震研究委员会发现，造成这种大地震的原因主要是日本所在的3大地壳板块的运动。随着时间推移，东京发生里氏7级大地震的概率也在逐渐增加：在未来10年内，这一概率为30％；在未来30年内，这一概率为70％；而在未来50年内，概率就上升到了90％。不过，地震研究委员会的分析表明，东京未来30年内发生里氏8级地震的概率小于0.8％。这是研究人员仔细分析了自1885年以来东京附近地区发生的5次大地震，从而推测东京很可能在未来半个世纪内发生大地震。历史上的这5次大地震震级都在里氏6.7级至7.2级之间。通常，这一震级的地震足以摧毁建筑物，造成严重破坏。
　　
　　科学家们的这一预测言之有据，东京人莫不为之惴惴不安。
　　
　　20世纪的地震灾难
　　
　　地震是非理性的，它给人类带来无穷的痛苦，仅20世纪的历史记载就令人触目惊心：除1923年日本关东大地震外，1904年美国旧金山遭到8.3级的强震袭击，大部分地区房倒屋塌。震后不久发生火灾，大火烧了整整9天。1960年智利8.5级大地震，引起了横扫太平洋的海啸，巨浪直驱日本，将大渔船掀上陆地房顶，几千人丧生。1964年美国阿拉斯加8.4级大地震，发生了冰崩、山崩、海啸、泥喷等毁灭性灾难。1976年中国唐山7.8级大地震，造成上世纪世界地震史上最悲惨的一幕：死亡242769人，重伤164851人。一座上百万人口的工业城市，在这场没有预报的特大地震中成为废墟。1988年12
　　
　　月7日，位于俄罗斯南部的亚美尼亚地区发生地震，官方公布的死亡总人数为5.5万，而据其他方面估计，死亡人数接近10万。1995年日本阪神大地震，成千上万的建筑物变成瓦砾，5000多人丧生，37万人无家可归。1999年我国台湾地区发生近百年来规模最强的一次地震，震级高达7.6级，震波传递全岛，造成1700多人死亡，10多万人无家可归……
　　
　　据有关资料介绍，全世界平均每年发生7级以上的地震18到19次，5到6级的地震数以百计，仅中国平均每年发生的5级地震就有20到30次。地震给人类社会造成的巨大灾难和损失，促使世界各国认识到开展地震学研究、进行地震预测的重要性和紧迫性。
　　
　　艰难的研究探索
　　
　　能否实现地震预测，一直是人类关心的焦点问题，是地球科学的宏伟研究目标。
　　
　　20世纪60年代起，世界各国开始有计划地进行地震预报工作，积累了大量的前兆震例资料。目前主要有两种地震预测方法：
　　
　　一种是理论性方法。根据一定的理论模型，推导各种可能的前兆及不同前兆之间的关系，然后通过实践来修改模型。但这种方法现在还很难对地震预报给出实用性指导。另一种方法是经验性方法。通过收集地震震例，从地震发生前出现的异常现象中提取地震发生的前兆信息并加以综合，总结出经验性规律推广应用于未来的地震。我国曾经成功地预报了1975年2月4日发生在辽宁海城的7.3级地震，被誉为地震科学史上的奇迹，用的就是这种经验性方法。
　　
　　从70年代中期以来，地震观测系统中大量采用了数字记录方式，从而使地震学的发展出现了一个新的飞跃。由于数字记录地震仪具有记录频带宽、分辨率高、动态范围大以及易于与计算机联机处理等优点，世界各国竞相发展数字地震观测系统。迄今，全世界已有大约440个数字地震台，我国现共有11个数字地震台网，在地震科学研究中发挥了重要作用。
　　
　　运用已获取的高质量的数字地震资料，地震学家们现在已经可以对地壳、地幔和地核的三维结构进行层析成像，由此揭示地球内部的非均匀性和各向异性，对地震破裂的时空进程成像，对于地震预测具有重要意义。
　　
　　但是，由于人类至今对地震的震源环境所知不多，对地震前兆异常的机制不十分清楚，尚未建立依据充分、令人信服的地震成因理论或模型，从而也就不能建立有效的监测方法。我国目前的地震预报水平的状况，大体可以这样概括：对地震孕育发生的原理、规律有所认识，但还没有完全认识；能够对某些类型的地震做出一定程度的预报，但还不能预报所有的地震；作出的较大时间尺度的中长期预报已有一定的可信度，但短期临震预报的成功率还相对较低。
　　
　　世界公认的科学难题
　　
　　迄今为止，地震学家尚未找到一种确定性的地震前兆，可以在所有大地震之前被无一例外地观测到；或者一旦出现这种异常现象，必无一例外地发生大地震。相反，地震前兆的出现常因地而异，甚至同一地区不同地震发生之前，地震前兆现象也有很大差异。
　　
　　我国对1995年7月12日云南孟连7.3级地震取得了长、中、短、临预报成功，但对1996年2月3日云南丽江7级地震在有明确的中、短期预报的情况下，却未能做出临震预报。1989年10月17日美国加州北部6.9级地震、1992年6月28日兰德斯7.2级地震和1994年1月17日北岭6.9级地震都不在地震学家“安排好”的主断层上。日本等候多年的“东海大地震”到现在还没有发生，而1995年1月17日在日本地震学家并未予以关注的兵库县南部却发生了7.2级地震……
　　
　　这确是一个令人困惑的难题。人类在地球上已经生活了两三百万年，它的内部到底是个什么样子呢？于是便出现了一个地球内部的“不可入性”观点。因为人们不能深入到地球内部，在震源区安装观测装置，直接研究地震的成因。目前，最深的钻井是前苏联科拉半岛的超深钻井，达10千米；正在德捷边境进行的“德国大陆深钻计划”，预定钻探15千米。然而这和地球半径6371千米相比，不过是皮毛而已，解决不了直接对震源进行观测的问题。所以人类对地球内部的认识还是很不准确的。人们只能从火山喷发出来的物质中，了解地球内部的物理性质和化学组成，同时利用地震波来揭示地球内部的许多秘密。
　　
　　地震学的现状与未来
　　
　　尽管实现地震预测有诸多困难，但地震学家们一直在为实现这个目标而努力着。专家们指出，在科学上更深刻地认识地震的本质，是未来世纪地震科学的发展方向，在这方面，新的观测技术和新理论是发展的重点。
　　
　　我国的地震预报工作由于受到国家重视，水平已居于世界先进行列。在第四个地震活跃期内，曾成功地对海城等几次大震做过短期临震预报，经联合国教科文组织评审，作为唯一对地震作出过成功短临预报的国家被载入史册。
　　
　　但是从世界范围来说，地震预报仍处于探索阶段，尚未完全掌握地震孕育发展的规律，我们的预报主要是根据多年积累的观测资料和震例，进行经验性预报。因此，不可避免地带有很大的局限性。
　　
　　可以预见，随着高质量地震数据的迅速积累、实时处理和广泛深入的研究，随着地震学研究与大地测量及其他地球物理观测研究的交叉渗透，人们对于地球内部的构造、运动和动力演化会取得更深入准确的认识。这一切必将推动地震成因的研究，使前兆监测建立在坚实的理论和实验探测基础之上，从而最终实现对地震的科学预测。
　　
　　目前，美国、日本、俄国、法国等一些国家已研究出预测地震的几种新方法。但这些新方法是否真的能帮助人类挽救生命还有待实践检验。
　　
　　俄国物理学家声称地球表面中子的爆裂预示着地震的来临，而且有可能与月球的公转有关。新月及满月时，地壳的中子流速增加。他们认为自己的发现能形成预报地震系统的基础。研究人员为了证实自己的理论，收集了28年中地震活动剧烈的太平洋“火之球”地区的数据并进行了分析，发现最强烈的地震在新月或满月时发生。
　　
　　日本一个地震学家小组计划开展日本历史上最大规模的地震研究。他们将在菲律宾板块和亚欧板块交会地带用爆破的方法分析地壳结构。这次的观测区域正好纵贯南部海域地震的震源。据报道，这将是世界上前所未有的一次大规模调查，它将有助于提高地震的预测精度。但东京大学地震研究院教授高谷表示，这次研究虽然有助于未来地震的预测，但仍无法就此得出完全精确的地震预报，“就目前科学水平来讲，像预报天气一样准确预报地震仍然只是人类的梦想”。（供稿/翁乃健）
　　
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　　（1）地震常识
　　
　　地壳内发生地震的地点称为震源。震源在地表的投影称为震中。地震的强度是以震级来描述的。震级是表示地震能量大小的量度，通常用M表示。我国按震级划分的地震强度标准为：①小地震（M＜3）；②有感地震（3≤M≤4.5)；③中强地震（4.5≤M≤6）；④强烈地震（6≤M≤7）；⑤大地震（7≤M≤8）；⑥巨大地震（M≥8）；习惯上将中强震及强震（大震）统称为破坏性地震。
　　
　　强烈的地震释放的能量是巨大的。一个7级地震所释放的地震波能量，相当于1000个万吨级炸弹爆炸释放的能量，相当于500枚在广岛爆炸的原子弹能量。
　　
　　（2）地震定级的由来
　　
　　1939年，美国人理奇特和古腾堡，在分析加州发生过的地震时，试图设立一种能直接反映地震实际强度的分级法。研究发现，越是强的地震，留下的曲线振幅就越大!理奇特意识到，这是一种划分震级的理想参考依据。后来，古腾堡建议，如果某次地震使距离震中一百公里处的标准地震仪的划针摆动一微米，即记录下的曲线振幅宽一微米，这次地震就定为一级；如果曲线振幅宽达十微米，地震强度则要定作二级；以此类推，震级每高一级，曲线振幅应该扩大到前一级的十倍。这就是现今国际上通用的里氏震级表的诞生。
　　
　　“里氏震级”有没有上限呢?长期以来，科学家一直认为不可能发生超过8.5级的大地震。但从1979年起，科学家们发现确实发生过更强的地震。例如，1964年阿拉斯加大地震原定为8.4级，实际上达到9.2级；造成空前破坏的1960年智利大地震，当初定为8.5级，现在测定竟有9.5级，是近几百年来的最强地震。