王瑞良

2018年8月5日,印度尼西亞龍目島發生里氏7.0級強震,造成數百人死亡,超過16萬人無家可歸。印度尼西亞地處環太平洋地震帶,每年發生大小地震數千次。而在此次強震前后,龍目島的小地震一直不斷。
面對地震預報這一公認的世界難題,目前在地震學界存在兩種截然對立的觀點:一種是地震不可知論,認為在人類對地球內部知之甚少的情況下,預報地震是不可能的;另一種觀點則認為,地震是一種自然現象,與世上萬事萬物都有規律可循一樣,地震預報也不例外,中、長期預報自不必說,即使是短、臨預報也并非沒有可能。
在科研生產實踐中,各國科學家正在積極研究、探索地震預報這一難題,并不斷地有所發現、有所發明、有所創造、有所前進。
通過海底光纜研究地震
英國、意大利和馬耳他的研究人員最近找到一種新方法,可以把已經鋪設在海底的光纖電纜當成地震探測儀。他們指出,全球洋底分布著大約100萬千米的光纜,它們不僅承擔著互聯網傳輸和電信業務,而且可以用來探測地震。地球表面的70%都被水覆蓋著,這意味著目前只有極少的地震活動得到記錄,大片地域的情況則不甚了然。如果能把全球絕大部分海底光纜用來檢測地震,將會為認識地球的地震活動規律提供一種全新的視角。
研究人員曾對英國的一條海底光纜進行測試。他們注意到信號傳遞速度的一次輕微衰減,并查出這是由微小的震動引起的。后來他們發現,是一場遙遠地震造成了這些震動,從而激發了把海底光纜作為地震探測器的靈感。
研究人員用一些海底光纜和地下光纜對上述想法進行檢驗,發現現有光纜可以作為地震探測器使用。他們還發現,光纜的這一用途不會干擾正常服務,而且無需對光纜進行大的改動,只需要在光纜兩端接入相關儀器即可,這種儀器將是專門的激光探測器,可以用來持續監測信號。
研究人員相信,如果有足夠的海底光纜被用于探測地震,那么他們就可以獲得各種前所未見的信息——比如,用來預測海嘯的信息,或是可以更好地了解與板塊運動、火山活動相關的全球地震活動的信息。
利用地下云圖來預報地震
今年5月份,成都高新減災所宣布,將利用現代高新技術,在四川和云南兩地建設一套地下云圖網,該網可用監測到的地理數據,生成一幅幅地下云圖,再通過人工或自動分析研判,讓它能像氣象預報一樣,看圖說話,預報地震。
地下云圖的工作原理類似于氣象云圖,是在地表安裝傳感器,通過物理方法對地下8—20千米的應力、能量等進行動態監測,生成一幅幅能識別地下應力和能量的動態演化圖,借以掌握地球內部地質活動的規律。
傳統的地震預報方法存在著許多局限性:其一是大多憑借歷史經驗,根據以往地震發生的規律,對可能發生地震的幾率進行分析研判,但是對于一些史無前例的大震,這種方法就不適用;其二是利用物理關系不明的一些生活現象,例如動物的異常表現(雞飛狗跳、老鼠搬家之類)等來預報地震,但是其他一些因素也會引起動物行動異常,所以這種方法只能作為參考而不能作為依據;其三是利用物理關系太間接的一些物理量,例如地下水位、水溫等來研判地震,也很不可靠。上述這些方法都沒有足夠的科學依據,因此成功的可能性極低,即使成功一兩次,也帶有極大的偶然性。
與傳統方法相比,利用地下云圖來預報地震則有很大的優越性。它是用地下應力、地下能量等與地震發生的地區、地震震級有直接關系的物理量來預報地震,類似氣象專家通過天氣云圖預報天氣,醫生通過CT、X射線片子確診疾病。因而它所獲得的數據一般都有科學依據,是預報地震的一把可靠的鑰匙。
給地震波找一個釋放的去處
盡管科學技術的發展一日千里、碩果累累,但是面對地震預報這道難題,似乎并沒有一個有效的解決辦法。能否換一種思維方法來考慮問題,即用一種成本較低、簡便易行的方法來減輕地震給人類帶來的危害呢?
眾所周知,所謂地震,是由于地球板塊相互之間擠壓碰撞而造成的一種地面震動,這種震動會以地震波的形式釋放出一種巨大的能量。地震波又分為橫波和縱波,當二者在地表混合形成混合波即“面波”時,破壞性最強。研究發現,地震波之所以會成為面波,是因為在它形成之后,在地球內部找不到一個安身之處,于是便橫沖直撞來到地面,造成極大的破壞。
有鑒于此,科學家提出了“給地震波找一個釋放空間”的思路,即在地面的相關位置鉆孔(打井)。經過模擬計算,這些孔洞的直徑應為0.3米,間距應為1.73米,深度為5米左右。它們如同在“視覺隱形”時給物體穿上的特殊“隱形衣”,在地震波襲來時,讓地震波“看”不到地面的物體,因而也就不能對其造成破壞。在法國阿爾卑斯山區進行的兩次人工誘發地震的試驗中發現,這些孔洞能讓80%以上的面波消失得無影無蹤。