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地震預報困難大

科學前沿

作者:王一凡

2013年4月20日,四川雅安蘆山發生7級地震。地震發生後,地震是否能預報又成為熱議話題。有人甚至指責科研人員未能預報出這次地震,以及此前的一些研究有誤導公眾之嫌。因為汶川地震後,有的研究人員稱,包括汶川、蘆山在內的四川西部在4000年內不再會有大地震。

如果此次地震提前預報,就不會有那麼多無辜的生命離開人世,也不會有如此大的財產損失和人間悲痛。在這個問題上責備科研人員容易,但是卻有些不公道。就現在人類對地震的認識,國際主流科學界認為,地震是無法預報的。

能夠預報與不能預報的交鋒

1997年,美國加利福尼亞大學洛杉磯分校的4名研究人員聯名在美國《科學》雜誌發表了《地震無法被預報》的論文。論文作者指出,在經曆了近30年的精心研究地震預報後,他們發現,地震是無法預報的,從事這方麵的研究工作也是毫無希望的。

如果說,這篇論文的觀點還隻是學術界內探討的話題和一家之言,但到了2008年美國地質調查局(USGS)對此問題的一項正式對媒體的表態就把地震是不能預報的結論擴展到了社會和公眾層麵。

美國地質調查局稱,無論是美國地質調查局還是美國加州理工學院或者任何其他科學家都沒有預報過一次大地震。在可預見的未來他們不知道如何預報,並且也不打算知道。不過,借助科學數據,科學家可以計算出未來將發生地震的可能性。比如,科學家預測在未來30年內,舊金山灣區發生一次重大地震的概率為67%,而南加利福尼亞發生地震的概率是60%。所以,美國地質調查局致力於通過提高基礎設施的安全等級來長期減弱地震的危害性,而不是把精力放在研究短期預報上。

正因為如此,美國沒有設立專門的地震局,美國政府負責地震研究工作的部門主要是美國地質調查局。除了地震之外,USGS還對龍卷風、熱颶風、火山爆發等自然災害進行研究。

盡管地震尚不可預報是美國主流科學界的觀點,也得到世界大多數國家,包括中國科學界的認同。不過,多數或主流科學家認同這個觀點並不意味著所有科學家都認同這種觀點,尤其是一些中國科學家。中國老一輩地質科學家,如李四光認為地震可以預報(據說1971年李四光臨終前遺憾地說,再給他半年,可能解決地震預報問題)。事實上,中國曾經成功地預報過一次大地震,即1975年2月4日發生在遼寧海城的7.3級強烈地震。海城地震在地震部門發布預報兩個半小時後發生。

由於預報準確,人們撤離及時,極大減少了死亡人數。我國未實現預報的7級以上大地震,如邢台地震、通海地震、唐山地震的人員傷亡率分別為14%、13%、18.4%。按這3次地震的人員傷亡率平均值估算,如果海城地震未預報,人員傷亡將有15萬,死亡可達5萬以上。但由於成功發布了短臨預報,海城地震總共人員傷亡18308人,其中死亡328人。

從這個事實出發,有人認為地震是可以預報的。

地震預報的難度

海城地震預報是得到國際上承認的唯一一次成功的短臨預報。但是,就在人們以為海城地震預報模式可以推廣之時,1976年的唐山大地震卻沒有預報成功,這是因為地震的成因、發生機理和觸發條件等非常複雜多變。所以,《美國地震協會公告》曾評價說,“海城地震的預測,是結合了經驗主義分析、直覺判斷和好運氣,這是預測地震的一次嚐試”。

地震的難以預報體現在許多方麵,主要有幾點。首先,地球內部的情況難以知曉,因為地球難以進入。地震多數發生在地表15千米以下的地殼裏,這次的蘆山地震也是發生在離地表16千米處。目前人類對於地殼的研究隻能通過鑽機鑽至地下12千米,遠遠做不到直接觀察地震孕育發生的全過程,隻能在地表憑借有限的儀器設備捕捉地殼內部結構和狀態變化的間接信息,因此,難以預報地震。