地震預(yù)測(cè):不拋棄,不放棄

汶川地震發(fā)生后，地震部門一些負(fù)責(zé)人和專家在媒體上坦陳：“由于大地震的預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)是十分復(fù)雜的，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家也做不到……可能要幾代、十幾代人才能科學(xué)地預(yù)測(cè)”。

玉樹(shù)地震發(fā)生前1個(gè)月左右，地震專家向媒體介紹說(shuō)，2010年以來(lái)，全球地震頻次的確略高于平均數(shù)，但暫時(shí)還很難斷言全球由此進(jìn)入強(qiáng)震頻發(fā)期。全球強(qiáng)震大多發(fā)生在環(huán)太平洋地區(qū)，我國(guó)大陸暫時(shí)不會(huì)發(fā)生破壞性地震。

看到這里，我們不禁會(huì)有這樣的疑問(wèn)：地震到底是可不可能預(yù)測(cè)的?如果不能預(yù)測(cè)，那此次(還包括此前的多次)“不會(huì)發(fā)生地震”的結(jié)論是怎么得出來(lái)的?有什么科學(xué)依據(jù)?如果可能預(yù)測(cè)，又有什么科學(xué)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)呢?難道發(fā)達(dá)國(guó)家做不到地震預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)，我們就應(yīng)該放棄地震預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)的嘗試與努力嗎?關(guān)于地震的問(wèn)題還有很多，本刊記者就其中一些問(wèn)題采訪了中國(guó)地震局地質(zhì)研究所的徐道一先生。

《百科知識(shí)》：“地震不可預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)”似乎是現(xiàn)在科學(xué)界的主流觀點(diǎn)，但就我們所知，1975年海域地震是做出了成功預(yù)報(bào)的，唐山地震也是有預(yù)測(cè)的，否則就不會(huì)有“青龍奇跡”了。幾十年過(guò)去了，現(xiàn)在的科學(xué)儀器更先進(jìn)了，科研經(jīng)費(fèi)更多了，為什么反而會(huì)有“不能預(yù)測(cè)”的論調(diào)呢?

徐：以我從事地震預(yù)測(cè)40多年的經(jīng)歷，我不同意“地震不能預(yù)測(cè)”的論調(diào)。

有關(guān)“地震不能預(yù)測(cè)”的看法由來(lái)已久。早在20世紀(jì)50年代，美國(guó)一些科學(xué)家公開(kāi)宣稱：“地震不能預(yù)測(cè)”，極少數(shù)學(xué)者甚至說(shuō)：“說(shuō)地震能預(yù)測(cè)的人不是瘋子，就是騙子”。1975年海城大地震的成功預(yù)報(bào)，是人類歷史上第一次取得顯著實(shí)效的地震預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)，但也被說(shuō)成是“結(jié)合了經(jīng)驗(yàn)主義分析，直覺(jué)判斷和好運(yùn)氣”。難道一代代人總結(jié)積累出的經(jīng)驗(yàn)是一無(wú)是處的?難道好運(yùn)氣是從天上掉下來(lái)的?我國(guó)著名石油地質(zhì)和地球物理學(xué)家同時(shí)也是天災(zāi)預(yù)測(cè)的奠基人翁文波院士就曾說(shuō)過(guò)：不預(yù)測(cè)決不會(huì)出錯(cuò)，但應(yīng)預(yù)測(cè)而不預(yù)測(cè)本身就是一種錯(cuò)誤。借口“地震不能預(yù)測(cè)”，而不去進(jìn)行預(yù)測(cè)，則是更大的一種錯(cuò)誤。

對(duì)地震預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)的基本看法可歸納為兩大類：唯象的和唯理的。唯象的是從實(shí)際出發(fā)，以翁文波的信息預(yù)測(cè)理論為代表；唯理的是從理論出發(fā)，以地震預(yù)測(cè)要“以物理為基礎(chǔ)”(進(jìn)而要以“震源物理為主”)的看法為代表。面對(duì)地震預(yù)測(cè)研究停滯不前的事實(shí)，國(guó)際上許多有識(shí)之士進(jìn)行了反思。他們認(rèn)為，若不是指導(dǎo)地震預(yù)報(bào)基本理論有重大錯(cuò)誤，則必是對(duì)地震前兆的主要認(rèn)識(shí)有嚴(yán)重偏差。因此，關(guān)鍵問(wèn)題是要改變科學(xué)思路。

《百科知識(shí)》：除了海城地震，地震預(yù)測(cè)還有其他一些比較成功的實(shí)例嗎?

徐：李四光先生最早主張可以預(yù)報(bào)地震，他也親自預(yù)測(cè)了一些地震。比如在1966年4月10日周總理召開(kāi)的研究地震發(fā)展趨勢(shì)的會(huì)上，他提出：“深縣、滄縣、河間這些地區(qū)發(fā)生地震的可能性是不能忽視的。”第二年3月27日發(fā)生了河北河間6.3級(jí)地震；又如，他1967年10月20日指出：“應(yīng)向?yàn)纯h、遷安地區(qū)做些觀測(cè)。如果這些地區(qū)也活動(dòng)的話，那就很難排除大地震的發(fā)生。”后來(lái)，1976年7月28日唐山、灤縣地震的發(fā)生證實(shí)了李四光近10年前的預(yù)見(jiàn)。不僅如此，他還在當(dāng)時(shí)大陸地震活躍在華北地區(qū)的時(shí)候，就預(yù)見(jiàn)到云南通海附近地區(qū)的危險(xiǎn)性，于1969年在當(dāng)?shù)亟⒌貞?yīng)力觀測(cè)臺(tái)。結(jié)果1970年1月5日云南通海發(fā)生了7.7級(jí)大地震。

此外，1976年云南龍陵大地震、1976年8月四川松潘大地震等發(fā)生前，都做了較好的短臨預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)，當(dāng)?shù)卣扇×藨?yīng)急措施，避免或減少了人員的傷亡。1976年唐山大地震前也是有一些前兆和預(yù)測(cè)的，但由于種種原因，影響了對(duì)它的成功預(yù)報(bào)。不過(guò)局部的預(yù)報(bào)是有的，這創(chuàng)造了與唐山鄰近的青龍縣無(wú)一人死亡的“青龍奇跡”。

尤其值得一提的是，翁文波曾預(yù)測(cè)到1992年6月19日在美國(guó)加州某地發(fā)生6.8級(jí)地震，并經(jīng)有關(guān)部門同意后把預(yù)測(cè)意見(jiàn)轉(zhuǎn)給了美國(guó)同行。結(jié)果1992年6月28日美國(guó)加州南部發(fā)生7.4級(jí)地震，震中位置在翁文波預(yù)測(cè)地區(qū)的邊緣。這一預(yù)測(cè)地震三要素——時(shí)間、地點(diǎn)、強(qiáng)度，與實(shí)際情況基本吻合，而且是有通信記錄可查的。

1982～1992年間，翁文波利用他創(chuàng)建的“可公度性預(yù)測(cè)法”對(duì)國(guó)內(nèi)地震、國(guó)外地震、大雨暴雨、洪水(洪峰)、干旱的預(yù)測(cè)分別有60、70、90、23、9次，合計(jì)252次，實(shí)際發(fā)生的為211次，錯(cuò)報(bào)41次，平均時(shí)間誤差為25.7天，這一成績(jī)是相當(dāng)顯著的。

《百科知識(shí)》：您前面提到的地應(yīng)力觀測(cè)，能具體介紹一下嗎?

徐：李四光教授是我國(guó)地應(yīng)力測(cè)量的創(chuàng)始人。他認(rèn)為，地殼內(nèi)的應(yīng)力活動(dòng)是以往和現(xiàn)今使地殼克服阻力，不斷運(yùn)動(dòng)發(fā)展的原因；地殼各部分所發(fā)生的一切變形，包括破裂，都是地應(yīng)力作用的反映；劇烈的地應(yīng)力活動(dòng)會(huì)引起地震。因此，地應(yīng)力測(cè)量是實(shí)現(xiàn)地震預(yù)測(cè)的重要途徑。

比如1976年唐山地震前，震中地區(qū)坐落在斷裂帶上的兩個(gè)鉆孔應(yīng)力臺(tái)就觀測(cè)到互相可比的、與地面形變數(shù)據(jù)配套的異常應(yīng)力變化，然而，由于當(dāng)時(shí)的觀測(cè)儀器限制-分辨率較低。

2004年，我國(guó)“數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)”工程啟動(dòng)，在全國(guó)布設(shè)分量鉆孔應(yīng)變儀，到2007年底，已布設(shè)了40套。分量鉆孔應(yīng)變儀是李四光倡導(dǎo)的地應(yīng)力測(cè)量應(yīng)用于地震預(yù)測(cè)思想的繼承和發(fā)展。令人遺憾的是，所有鉆孔應(yīng)變觀測(cè)點(diǎn)都距離汶川地震的震中區(qū)相當(dāng)遠(yuǎn)。不過(guò)，一個(gè)位于四川康定縣境內(nèi)的觀測(cè)點(diǎn)還是觀測(cè)到汶川地震前連續(xù)一年多出現(xiàn)頻繁的周期為分鐘或小時(shí)的脈沖變化。汶川地震過(guò)后的一年半中，鉆孔應(yīng)變觀測(cè)數(shù)據(jù)又慢慢恢復(fù)正常。這是我國(guó)鉆孔應(yīng)變觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)第一次在一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)上捕捉到了一次特大地震近場(chǎng)應(yīng)變經(jīng)歷“平穩(wěn)一紊亂一恢復(fù)平穩(wěn)”變化的完整過(guò)程。這一脈沖變化是否可以認(rèn)作可靠的汶川地震前兆信號(hào)目前還有爭(zhēng)論，但可以肯定的一點(diǎn)是，如果觀測(cè)點(diǎn)更多一些，而且布局合理，另外再借助輔助觀測(cè)來(lái)排除干擾影響，就能更加準(zhǔn)確地捕捉地震前兆，并以此作為預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)。

《百科知識(shí)》：除了地應(yīng)力測(cè)量，其他的地震預(yù)測(cè)手段還有哪些?

徐：地震尤其是大地震的發(fā)生總會(huì)有許多前兆，如地應(yīng)力異常，地殼形變，小震活動(dòng)(異常的平靜或活躍)，電場(chǎng)(地電)、磁場(chǎng)(地磁)、重力場(chǎng)的異常變化，斷層氣(氧氣、氦氣、汞氣、二氧化碳等)異常變化，地下水水位及化學(xué)組分異常變化，地傾斜和海平面變化，地溫的異常變化等等。與宏觀異常(比如動(dòng)物異常乃至地聲、地光的發(fā)生等)不同，這些變化不是人體所能感知的，只能憑借科學(xué)儀器來(lái)監(jiān)測(cè)。現(xiàn)在的問(wèn)題是，一方面對(duì)地震的前兆(異常)還認(rèn)識(shí)得不充分，比如，具有破壞性的地震都發(fā)生在十幾至幾十千米深度的地殼內(nèi)，而全球最深的鉆井才不超過(guò)13千米，而且鉆了很多年。我國(guó)最深的科研鉆井——大陸科學(xué)鉆探工程l井是5千多米，監(jiān)測(cè)地殼內(nèi)部應(yīng)力變化難度可想而知；另一方面，如何根據(jù)所收到的異常來(lái)做出準(zhǔn)確的地震預(yù)報(bào)更是一個(gè)挑戰(zhàn)，所以錯(cuò)報(bào)或漏報(bào)的情況是經(jīng)常發(fā)生的。

但我認(rèn)為，對(duì)于特別復(fù)雜的地震災(zāi)害，有可能預(yù)測(cè)多少，就應(yīng)盡力去預(yù)測(cè)，不能以高預(yù)測(cè)命中率作為唯一標(biāo)準(zhǔn)。本應(yīng)做地震預(yù)測(cè)實(shí)際卻只做“不震”預(yù)測(cè)，看似出于穩(wěn)妥，但恰恰違背了“以人為本”的觀念。我國(guó)的國(guó)情與美、日不同。所以，一旦大地震發(fā)生，通常會(huì)造成災(zāi)難性影響。以青海玉樹(shù)地震為例，4月14日大地震發(fā)生前的2個(gè)多小時(shí)，當(dāng)?shù)鼐鸵寻l(fā)生4.7級(jí)有感地震，如果能抓住這一寶貴的機(jī)會(huì)發(fā)出及時(shí)的預(yù)報(bào)，那結(jié)果就完全不同了。

《百科知識(shí)》：今年以來(lái)強(qiáng)震頻發(fā)，為什么這一時(shí)期強(qiáng)震會(huì)“扎堆”出現(xiàn)呢?它們之間是不是有“關(guān)聯(lián)性”呢?

徐：對(duì)于其他地區(qū)的地震是否有關(guān)聯(lián)性我說(shuō)不好，但我認(rèn)為印尼特大巨震與中國(guó)南部以及鄰近的特大巨震之間存在相當(dāng)強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。從19世紀(jì)末開(kāi)始有現(xiàn)代地震儀記錄以來(lái)，在亞洲發(fā)生的3次特大巨震：①1897年印度阿薩姆8.7級(jí)；②1950年中國(guó)西藏8.6級(jí)；③2004年印尼蘇門答臘8.9級(jí)(Mw9.3級(jí))。可以發(fā)現(xiàn)②與①相隔53年，③與②相隔54年，3個(gè)特大巨震顯示了很好的時(shí)間有序性，也是一種可公度性。而且發(fā)生地點(diǎn)經(jīng)度都局限于東經(jīng)90～97度的小范圍內(nèi)。

這里存在一個(gè)所謂的青藏滇緬印尼“歹”字形構(gòu)造體系。頭部主要組成部分分布在昆侖山、祁連山及其以南地區(qū)，包括可可西里、巴顏喀拉、唐古拉、川藏間“橫斷山脈”地區(qū)，云南西北部以及緬甸北部和印度接壤地帶。從云南西北境和緬甸北境往南，成為這個(gè)“歹”字形構(gòu)造體系的中部。再向南經(jīng)過(guò)安達(dá)曼、尼科巴群島到達(dá)蘇門答臘和爪哇，向東南延至巴厘島、龍目島和松巴哇島，形成這一“歹”字形構(gòu)造的尾部。這一巨形構(gòu)造體系，從中生代形成顯著的大型隆起和坳陷，在喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)期間，這個(gè)“歹”字形構(gòu)造體系的活動(dòng)達(dá)到高峰。近代活動(dòng)也十分顯著，地震強(qiáng)度比較大，并有火山活動(dòng)和地?zé)釒С霈F(xiàn)。

①②兩次特大巨震都發(fā)生在歹字形構(gòu)造體系的頭部，而③(還包括此后該地區(qū)2005年8.5級(jí)、2007年8.2級(jí)等)則發(fā)生在歹字形構(gòu)造體系的尾部，而且集中分布在一個(gè)范圍較小的地區(qū)。顯然，該地區(qū)已成為當(dāng)前亞洲的特大巨震的主要活動(dòng)地區(qū)。

當(dāng)前對(duì)汶川地震形成原因的解釋是：由于印度板塊向亞洲板塊俯沖，造成青藏高原快速隆升，在高原東緣沿龍門山構(gòu)造帶向東擠壓，造成構(gòu)造應(yīng)力能量的長(zhǎng)期積累，最終在龍門山-映秀地區(qū)突然釋放。但板塊俯沖的時(shí)間尺度可長(zhǎng)達(dá)幾十萬(wàn)年或更長(zhǎng)，難以說(shuō)明為什么汶川地震在2008年5月發(fā)生；龍門山斷裂帶并不位于板塊邊緣，上述解釋亦難以說(shuō)明為什么在這一帶發(fā)生。相比之下，用歹字形構(gòu)造體系則能較好地解釋，即頭部及其影響和波及地區(qū)的巨震活動(dòng)的繼續(xù)，以及發(fā)生在尾部的巨震對(duì)原來(lái)的頭部地區(qū)的影響所及。至于近期的玉樹(shù)地震，則是同樣的原因。

《百科知識(shí)》：最近人們普遍感到天氣有些異常，聯(lián)想到2008年伊始中國(guó)南方發(fā)生大范圍雨雪冰凍災(zāi)害，后來(lái)就發(fā)生了汶川地震，氣象異常與地震是否有一定的關(guān)系?

徐：現(xiàn)在看來(lái)地震的發(fā)生似乎與旱澇有一定關(guān)系，但其中規(guī)律尚未認(rèn)識(shí)清楚。比如，1963年河北邢臺(tái)地區(qū)發(fā)生了百年不遇的特大洪水，1964年又遭受了40多天的澇災(zāi)，到1965年卻出現(xiàn)了幾十年沒(méi)有的大早，接著便是1966年的強(qiáng)震。1970年云南通海地震也發(fā)生在大澇大旱之后。歷史記載，1830年河北磁縣大地震、1889年河北大名地震之前也都有大旱大澇。有觀點(diǎn)認(rèn)為，在大澇時(shí)，水對(duì)地面的壓力加大了，同時(shí)增加了水向斷裂中的滲透，起著潤(rùn)滑作用，這些都能促使斷裂活動(dòng)加劇。而大旱時(shí)地上地下的水都減少了，也可以起到打亂地下原有的暫時(shí)平衡的作用，促成斷裂變動(dòng)。但決定的因素還是要根據(jù)地殼本身的斷裂變動(dòng)，沒(méi)有這個(gè)根據(jù)，再大的旱澇也是不會(huì)引起地震的。

(責(zé)任編輯 龐 云)