美國已研制出地震預(yù)報(bào)機(jī)雛形

雷　音

如果能像預(yù)測天氣一樣預(yù)測地震，那該多好！

這不是空想，一些科學(xué)家正在鉆研地震特征，距離地震預(yù)報(bào)機(jī)的發(fā)明已經(jīng)不遠(yuǎn)了。事實(shí)上，機(jī)器的雛形已經(jīng)在美國研制出來，名字叫“真實(shí)加州”。科學(xué)家已經(jīng)用它計(jì)算出美國舊金山灣在未來20年內(nèi)，將有25%的概率遭遇7級甚至更厲害的地震的襲擊。

今天當(dāng)人們制作天氣預(yù)報(bào)的時(shí)候，人們是在做氣象的數(shù)字模擬工作。氣象學(xué)家找來一臺(tái)計(jì)算機(jī)，通常是巨型計(jì)算機(jī)，然后設(shè)計(jì)出程序，輸入今天的數(shù)據(jù)，今天的狀況，也許要用上過去的數(shù)據(jù)。程序開始運(yùn)行，計(jì)算未來的趨勢，最終輸出明天和未來幾天的模擬天氣狀況。這個(gè)過程被稱為“數(shù)字模擬”。對于地震預(yù)報(bào)來說，基本原理是一樣的，同天氣預(yù)報(bào)向我們提供天氣信息類似，這臺(tái)名叫“真實(shí)加州”的地震預(yù)報(bào)機(jī)也是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，人們把有關(guān)當(dāng)?shù)氐貧み\(yùn)動(dòng)的信息輸入計(jì)算機(jī)中。地震預(yù)報(bào)機(jī)上的程序叫做地震斷層系統(tǒng)，模擬了美國加利福尼亞州真實(shí)的斷層系統(tǒng)，根據(jù)所輸入的數(shù)據(jù)，機(jī)器模擬未來地殼運(yùn)動(dòng)情況，以此為依據(jù)，預(yù)報(bào)地震。

怎么得到及時(shí)、準(zhǔn)確的地下信息呢？在舊金山，科學(xué)家正在執(zhí)行一個(gè)名為“圣安德列斯斷層深度觀測”的計(jì)劃，已經(jīng)連續(xù)12年對北美大陸的地球物理變化進(jìn)行監(jiān)測。這個(gè)計(jì)劃的技術(shù)核心是一臺(tái)石油工業(yè)用鉆孔機(jī)，利用鉆孔機(jī)向下鉆孔，進(jìn)入地下1.8公里，再水平轉(zhuǎn)向2.9公里，最終停留在圣安德列斯斷層處的一個(gè)壓力點(diǎn)上，那里是小型地震開始的地方。一些安放在鉆孔中的儀器，比如地震檢波器、加速計(jì)、應(yīng)變計(jì)、溫度傳感器、水壓傳感器等，將會(huì)測量數(shù)據(jù)，比如關(guān)于地下巖石緩慢變形的數(shù)據(jù)，斷層附近壓力變化的數(shù)據(jù)等。

通過光纜傳輸，儀器獲得的數(shù)據(jù)會(huì)實(shí)時(shí)地傳送到“真實(shí)加州”的數(shù)據(jù)庫中，科學(xué)家就可以評估地震來臨前的初期信號，以及當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)會(huì)造成什么樣的后果。

除了當(dāng)?shù)丶磿r(shí)的信息外，地震預(yù)報(bào)機(jī)還需要更為廣泛的地震數(shù)據(jù)。比如，地質(zhì)學(xué)家發(fā)明了新的方法，能夠識別出古老地震是什么時(shí)間發(fā)生的。利用碳同位素測年法，他們可以把地震的時(shí)間限定在幾十年內(nèi)。另外一些科學(xué)家利用從洋底采回的巖芯來確定地震發(fā)生的時(shí)間。這些數(shù)據(jù)都輸入計(jì)算機(jī)中，作為計(jì)算的依據(jù)。

利用“真實(shí)加州”，科學(xué)家已經(jīng)模擬了舊金山灣過去4萬年中的歷次地震活動(dòng)，他們發(fā)現(xiàn)，在那里，超過7級以上的地震平均每101年出現(xiàn)一次。根據(jù)這個(gè)預(yù)報(bào)機(jī)的模擬推測，從現(xiàn)在到2032年，該地區(qū)至少發(fā)生一次7級以上地震的概率高達(dá)62%。

這個(gè)結(jié)論讓科學(xué)家很擔(dān)心。因?yàn)榕f金山海灣地區(qū)的最后一次大地震是在1906年，那次8級的地震和它造成的大火摧毀了舊金山市的大部分建筑，造成了3千人喪生。最近的一次地震是在1989年，7.1級，比1906年那次要小許多，仍然造成了60多人死亡，摧毀了城市的許多地區(qū)。如果再發(fā)生一次與1906年級別相同的地震，會(huì)在這個(gè)大都市造成大量的人員傷亡，而不僅僅是當(dāng)年的3千人。因此，研制地震預(yù)報(bào)機(jī)具有非常大的社會(huì)效益，在大地震來臨前及時(shí)發(fā)出警報(bào)，將拯救許多人的生命。

這臺(tái)“真實(shí)加州”在技術(shù)上可以使研究者對地震的本質(zhì)有更多的了解。迄今為止，科學(xué)家認(rèn)為的地震是這樣的：斷層處的巖石在壓力的作用下突然破裂，能量釋放，產(chǎn)生了地震波，推擠地面。巖石破裂的地方就是震源。關(guān)于地震，有個(gè)假說認(rèn)為，斷層在地震發(fā)生時(shí)，是先緩慢移動(dòng)，然后再加速滑落。現(xiàn)在，科學(xué)家可以根據(jù)儀器獲得數(shù)據(jù)，來判斷這個(gè)假說是否正確。

這臺(tái)“真實(shí)加州”地震預(yù)報(bào)機(jī)目前還處于研究模型階段，是否可以真正應(yīng)用到生活中，還有待進(jìn)一步的檢驗(yàn)和完善。為了檢驗(yàn)地震預(yù)報(bào)機(jī)的性能如何，科學(xué)家將數(shù)據(jù)輸入，看它能不能預(yù)測1906年那次地震，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這臺(tái)機(jī)器果然得出了正確的結(jié)論，真是令人鼓舞。

也許不久以后，我們的電視節(jié)目中就將增加一個(gè)欄目，叫做“地震預(yù)報(bào)”。