地震到底能不能預測?| 地球科學說

2021-01-21 風雲之聲

     

不排除我們在將來有能力做到臨震預報,但是在現階段,所有聲稱地震可以預報的都是偽科學。


前兩天上課的時候,有同學問起地震預測的問題,當時還留了一道思考題,但是一直沒跟同學們詳細探討,現答覆如下。


地震能預測嗎?簡單說,不能。


地震是指大地的震動,儘管火山、塌陷和水庫也能引起地震(如廣東新豐江水庫曾引起6.1級地震),但最常見的地震成因還是地殼運動,即地質體受力發生斷裂後引起的震動。


地震的預報涉及三個要素:時間、地點和震級,這三個參數缺少任何一個都算不上真正意義上的預報。另外,地震預報還會涉及到四個不同的時間尺度:長期預報、中期預報、短期預報和臨震預報,我們平常說的地震預報,其實指的是臨震預報。地震的中長期預報相對容易,地球物理學家有能力推測哪些地方在將來容易發生地震,但是具體的時間(即臨震預測)卻無法預估。這就像下圖1中山頂上的一塊石頭,我們可以推測,在不久的將來一定會掉落,但是究竟這塊石頭何時掉落,往哪個方向掉落,落地之後會呈現什麼樣子,我們預測不了。


圖1 搖搖欲墜的石頭


在人類歷史上,僅出現過一例成功預測地震的例子——1975年遼寧海城地震。中國人民一直以這次地震的成功預報為驕傲,在民族自信心的提升和家國情懷的培養方面起了很大的作用。然而,這次地震預報也並非真正意義上的科學的臨震預報。


海城地震發生於1975年2月4日19點36分,震中位於營口和海城之間,芮氏規模為7.3級。此次地震造成1328人死亡,超過4000人重傷。海城地處斷裂帶上,官方曾發布過該地區中長期的地震預報,即該地區在未來的1-2年內可能會發生比較大的地震。這種中長期預測是比較可靠的。


在海城地震發生前的2月4日凌晨(0時30分),遼寧省地震局向上級匯報了觀測到的地震異常。幾個小時後(10時30分),遼寧省政府以電話通知的形式發布了臨震預報(留個思考題,為什麼不下紙質文件?),這次預報在群眾撤離方面起到了極為重要的作用。


但實際上真正起作用的是此次地震的前震。地震通常是一個序列,科學家稱之為前震、主震、餘震。實際上,在海城地震主震發生之前,已經有一系列頻繁的前震(圖2)。遼寧地震局也是基於此,才向上級做的匯報。這其實不是真正的科學預測,而是猜測。就好像如果我們家門口當天小震震個不停,我們也會猜測晚些時候可能會發生大地震。


圖2 海城地震的數百次前震(最大的前震超過5級)


雖然這次預報是成功的,但在此次地震之前,有關部門也曾發布過一些針對海城地區的地震預報和警報,卻都沒有發生。所以,此次預測是偶然事件。


圖3 海城地震之前的相關工作記錄


地震也可能會引發一些特殊的現象,比如地下水變化、動物異常等,但這些現象與地震之間沒有一一對應關係,換句話說,地震發生前不一定會發生這些現象,這些現象發生時也不一定會伴隨地震。


如果地震能預報,一年之後的1976年唐山大地震便不會有那麼大的傷亡,2008年的汶川地震也就不會帶走那麼多人的生命。


不排除我們在將來有能力做到臨震預報,但是在現階段,所有聲稱地震可以預報的都是偽科學。


註:我的研究領域不是地球物理,上述觀點僅供參考。


主要參考資料:

https://www.usgs.gov/faqs/can-you-predict-earthquakes?qt-news_science_products=0#qt-news_science_products


Wang K. L., Chen Q.F., Sun S.H., Wang A.D., 2006. Predicting the 1975 Haicheng Earthquake. Bulletin of the Seismological Society of America, 96(3): 757-795.


2020.11.1 於SC2190次航班


背景簡介本文作者徐利強,博士,合肥工業大學副教授,主要從事地球科學方面的教學和研究工作,自然科學愛好者。文章於2020年11月2日發表於微信公眾號 地球科學說(地震到底能不能預測?),風雲之聲獲授權轉載。

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