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地震是可以预报的吗?



邱泽华研究员   



    邱泽华,1959年生,北京人。1982年毕业于北京大学地质系地震地质专业,后被分配到国家地震局地壳应用力研究所工作,现任地震监测与预报研究室总工程师。曾赴日本东京大学地震研究所留学一年,全国钻孔应力-应变台网观测技术管理组负责人。目前主要从事观测应变与地震应力触发问题和地震机制问题研究。





        地震预报的基础是地震前兆,而地震前兆的基础是观测。
        其实早在40多年前,邢台地震后,周总理问李四光地震预报的主要困难是什么,李四光在与几个科学家商议后给出的答案是—实践的机会太少。
        中国四川汶川地震以后,海地、智利又相继发生地震,特别是今年青海玉树又发生7.1级地震,几乎让人闻地震而变色。人们不禁想问,这只是巧合还是存在某些深层原因?地球能挺过如此剧烈的构造运动吗?我们生存的地球还稳固吗,我们是否真的需要修建“方舟”或飞船来避难?
        邱泽华研究员介绍说,相对以前的很多年,最近大震的频度确实很高,但是这种相对频繁的地壳活动仍属于正常范畴。全球平均每年发生有感地震500万次,其中5级以上地震1000次,6级以上的120次,7级以上的18次,8级以上1~2次。2010年从年初到四月份为止,一共发生了6次7.0级地震,仍属于正常范围内,只是有的地震发生在人口密度大的地区,造成的破坏性较以往更甚。
        对于地震预报,民众在认识上往往存在误区,认为只要有观测点就可以预测地震了,事实上要对地震活动进行预测,首先需要建立密集的应力应变观测网络。我国虽然已经建立了一些观测台站,但是密度和数量还远远不够。天气、股市预测都是以大量的数据信息为基础,地震预测也不例外,在仅有极少量数据的状态下希望实现较准确预测是不现实的。要在地震预报研究上取得进展,一种途径是靠样本量的增加,需要漫长的时间;另一种途径,是对现有事例进行更全面、深入的研究,找到这种异常与地震的本质的联系。
        在最基本的层面上,地震是有同一性的。我们之所以能用“地震”这个词来称谓这种现象,就因为它有同一性。地震预报的一个基本假定是:存在具有同一性的地震前兆变化。也就是说,地震前兆与地震只有一一对应,既是必要条件,又是充分条件,才能保证预报的准确性。
        我国曾有地震预报的成功先例,那是在1975年的辽宁海城。震后总结它的科学依据,曾经得到一个最重要的结论,就是“小震闹,大震到”。也就是一系列比较小的前震是大震的前兆。在某种程度上,正是由于有这样的前震,使老百姓提高了警惕,才避免了海城大震造成更多的人员伤亡。而这个结论已经有邢台地震的经验作为依据。但是此后唐山地震的发生,说明前震不是一个具有同一性的地震前兆,也就是不具有普遍性。
        那么地震预报的一线曙光在哪里?
        邱泽华和他的同仁梳理中国地应力-应变观测资料,找到三个可信的震例,说明破坏性大地震之前有显著的应力-应变异常变化。
        他们在对汶川地震资料的研究梳理后发现,前兆现象的资料只来自四川省康定县姑咱一个台站。“同行”看到只有一个台站观测异常,以为不值得研究,邱泽华却以为,这种资料弥足珍贵,对它的研究是非常值得的。我们现有的观测台网范围如此有限,观测仪器运行的持续能力如此有限,能捕捉到哪怕一点地震前兆信息都是值得庆幸的。就是这些观测,国家也投入了大量的人力和财力资源,能捕捉到哪怕一点地震前兆信息也是有价值的回报。
        邱泽华研究员认为,综观地震预报研究,以往轻视地震前兆研究与观测水平的低下有直接关系。在低分辨率、低采样率、无辅助观测、无对比观测的条件下,研究人员得到的信息非常有限,无法对可能的观测异常进行深入的分析和研究,只能停留在“看曲线、识异常”的状态。
        在分析地震前兆的涵义、提炼地震前兆判据的过程中,我们看到,要确定一个难得的地震前兆异常需要多方面的保障:为了有正常背景,观测必须连续、稳定,并且观测点要足够多;为了排除干扰和影响,必须有相关的辅助观测,并且了解观测点周围的环境变化;为了揭示与地震的相关性,要增加观测点并合理布局,提高观测的采样率等等。
        近几年,中国的前兆观测实现了数字化,产生出一些比较连续、稳定的高精度、高采样率的观测资料。正是由于这种观测技术的进步,使我们终于发现了比较可靠的、以往无法提取的汶川地震的前兆异常信号。
        科学的结论来自于精确的观测。我们有必要把地震前兆研究放在地震预报研究之前,不管任何异常现象能否用来预报地震,只考虑它是不是地震前兆。用什么来说明它是不是地震前兆?我们首先要给出地震前兆的判据,在此基础上确定和积累一些可靠的地震前兆事例,然后对此进行深入的研究,这样来奠定地震预报的基础。地震前兆研究取得成功之日,才是地震预报研究实现突破之时。
        中国地震局正在积极准备建地震实验场。为什么要建地震实验场?就是为了对地震及其相关过程进行精确的观测。
        邱泽华在博客中写到:
        “我知道这无法证明,但是我内心深处有这样的信念:我们应该能预报大地震。
        这种信念来自唐山地震的观测资料,来自乌恰地震的观测资料,更来自汶川地震的观测资料。从这些观测资料中,我们已经看到大地震的应力-应变前兆异常变化。只要再观测到类似的变化,我们就有理由提出预报。
        有人说:你们的震例还太少。
        确实,很少。
        但是,很可靠。
        并且,多少个才足够呢?
        我们不能等积累起‘足够多’的震例再采取行动。应该现在就行动。”