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【结构知识】地震预测的真相

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[按] 今年两会期间又出现了声势浩大的“撤消地震局”的呼声,在各条观点中与技术最沾边儿的是地震预测(或地震预报)的问题。恰好在近期出版的拙著《结构札记》中对此有粗浅的探讨,故提前将原文摘录如下,供有识之士参考。摘录时加的“地震预测的真相”一题借鉴了日本东京大学Robert Geller教授所著的《日本人不知道的地震预报的真相》一书的题名。文中内容也多有引用此书之处。同时需要说明的是,地震预测与“地震预警”完全是两码事,不可不加区分地一概否定。


我们主张对地震风险要有合理的预期,这与地震预测完全是两码事。所谓地震预测,就像天气预报一样,需要对地震的大小、发生的时间和地点都有个交代。梦想是美好的。如果能够准确地预测地震,人们就可以事先采取措施,比如从建筑物内撤离以避免人员伤亡。从事地震工程的人也无不希望这一梦想能够成为现实。但现实是残酷的。以人类目前的科技水平,预测地震不啻于痴人说梦。

然而,要证明一件事是不可能做到的确实非常困难。人类曾在五六百年间热衷于永动机的研制,包括像达·芬奇这样的大师。直到19世纪焦耳提出热力学第一定律,才为永动机的研制降了温。Caltech校友日本东京大学教授Robert Geller认为,地震预测大抵也会如此[1]。不同之处在于研制永动机只是消耗一些个人的智力与财富,而地震预测则可能误国误民。现代地震工程的历史才一百多年,我们的人民恐怕等不了五六百年来终结地震预测的神话。

虽然我暂时无法证否,至少可以举些例子供有识之士参考。

预测地震的方法五花八门,利用前兆现象预测地震是其中一个大类。前兆现象同样五花八门,比如蛤蟆上街、井水变浑、气候异常、地震云……不一而足。日本地球科学家大阪市立大学教授弘原海清(Kiyoshi Wadatsumi)于1995年日本神户地震几个月之后出版的神作《前兆证言1519》[2]可谓集前兆预测之大成者。作者不知从哪儿搜集了1519件所谓的地震前兆,包括地震发生前天空突然变暗,电器发出杂音,平时很安静的宠物突然变得烦躁不安等神秘现象。但理智的人们不妨问一问自己,这些所谓的地震前兆难道不是经常发生在我们身边吗?

另一种看似有些道理的预测方法是所谓的“周期说”,即某一断层上会按照一定的周期反复发生大地震。位于美国加州圣安德鲁斯断层上的小镇Parkfield在1857年、1881年、1901年、1922年、1934年和1966年分别发生了六次M6.0级地震(如下图所示)。这一神奇的现象吸引了科学家的注意,美国地质调查局(USGS)和UC Berkeley的科学家在当地斥资兴建了地震观测台网以预测地震,他们推测在Parkfield大约每隔22年会发生一次M6.0级的地震,并且当地将在1985~1993年间再次发生M6.0级地震。然而事与愿违,科学家和当地民众翘首以待的M6.0级地震直到十几年后的2004年才再次造访。对于这样一个断层明确、震级中等、观测严密的案例尚无法准确预测地震,在其他情况下预测地震的难度可想而知。

【结构知识】地震预测的真相

再将目光转向欧洲。希腊物理学家雅典大学教授Panayotis Varotsos等人曾提出一种通过地表微弱的电流,即所谓的地电流来预测地震的方法,并命名为“VAN法”。Varotsos本人声称利用该方法成功地预测了希腊在十年内发生的13次5.5级以上地震中的8次,命中率超过60%。他们声称预测精度是“震源位置误差在100km之内,震级误差在0.7之内,时间误差在11天之内。”但据Geller教授介绍,在实际操作时他们并未严守这一承诺,而把震源170km开外,时间偏差两个多月的预测都视为“命中”[3]。对于希腊这样的地震大国,5.5级左右的地震基本上每两个月都会有一次。如此粗糙的预测,歪打正着的成份在所难免。1999年雅典发生6.0级地震。震后,Varotsos声称很快还会发生同样规模的地震,并引起了雅典市民的恐慌。然而预测中的地震并未发生,Varotsos面对公众的质疑也只能以“无可逢告”草草收场[4]。2002年法国科学家V. N. Phama指出,“VAN法”在预测地震时使用的地电流,也有可能是地下水输送泵、高压输电线、重工业生产等人类活动所产生的,与地震并没有必然的联系。

我国在人类地震预测事业上也曾有卓越的贡献。人类历史上第一次,也是迄今为止唯一一次因为成功预测地震而挽救了成千上万人生命的案例就发生在我国——1975年辽宁海城Ms7.3级地震。由于准确预测和及时疏散,海城地震中只有1300多人丧生。但是当我国的地震工作者还没有从成功预测地震的狂喜中恢复平静的时候,1976年Ms7.8级的唐山地震造成了近25万人死亡。不得不感叹造化弄人。据中国地震局地球物理研究所陈颙院士介绍,海城地震是通过500多次前震实现预测的,然而利用地震前震来预报大地震的做法很不成熟。首先,大概只有10%的大地震是有前震的,其他90%的大地震都是突然发生的,2008年的汶川地震就是这样。其次,即使密集地出现许多较小的地震,也难以判断它们到底是大地震的前震,还只是一些小地震而已[5]。

说到这里,大家应该相信即使在地震局工作的人也不知道什么时候会发生大地震了吧。不是瞒报,是真不知道!

与预测何时何地会发生地震一样不可信的是预测何时何地不会发生地震。我国地震系统的人经常需要被迫出来辟谣,但信不信由你,辟谣不慎也会招来牢狱之灾。经过一年多的审理,意大利一家法院于2012年10月22日以过失杀人罪判处六名意大利科学家六年监禁,理由是他们在2009年意大利拉奎拉地震发生之前向公众发布了不准确的信息。的确,科学家们在地震发生六天前的新闻发布会上驳斥了关于拉奎拉将发生大地震的传言。他们指出,一段时间内连续发生的小规模地震并不足以断定会有大地震发生。没错,小震可能是大震的前兆,也可能通过渐近地释放能量减小大震发生的可能。但当这样模棱两可的科学结论被科学家本人或者媒体与公众片面地解读为“请放心地在家喝红酒”或“不会发生大地震”等明确却缺乏依据的结论之后,其误导作用是显而易见的。预测地震使公众恐慌,预测不会发生地震则使公众懈怠。

针对意大利科学家的这项诉讼在地震工程界乃至整个科学界引起了轩然大波。甚至有人将其与四百多年前火烧布鲁诺相提并论。但无论如何,科学界和法官对于一个事实的认识是基本一致的——在现有的科技条件下,地震是不可预测的。


参考文献:

[1] Geller R. 日本人は知らない「地震予知」の正体. 双葉社, 2011.

[2] 弘原海清. 前兆証言1519!―阪神淡路大震災1995年1月17日午前5時46分. 東京出版. 1995 (ISBN-10: 4924644498).

[3] Geller R. 日本人は知らない「地震予知」の正体. 双葉社, 2011: 142-144.

[4] Phama VN, Boyer D, Chouliaras G, Savvaidis A, Stavrakakis G, Le Mouel JL. Sources of anomalous transient electric signals (ATESs) in the ULF band in the Lamia region (central Greece): electrochemical mechanisms for their generation, Physics of the Earth and Planetary Interiors, 130(3), 2002: 209-233.

[5] 陈颙. 在“中国科协防灾减灾学术报告会”上的报告, 2008年6月24日.


-THE END-



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