眾所周知,自然界一切事物的發生、發展過程都是十分複雜的。天氣預報之所以獲得成功,是由於牢牢抓住了大氣能量鋒帶的蹤跡,摒棄了其它一些細節的糾纏。地震預報也必須牢牢抓住地震能量鋒帶的蹤跡,摒棄一些細枝末節,才可以能達到預報目的。
天氣預報員每天都要關注著高空槽線和地面冷鋒的動態,來做出每天的天氣預報。由於高空槽線和地面冷鋒是處於冷、暖溼氣團的交界面上,沿交界面過渡帶內具有較大水平溫差。在氣象學上,稱之為「大氣能量鋒帶」,而大氣能量鋒帶正是天氣變化的製造者和觸發機制。冷、暖氣團的差異越明顯,大氣的能量鋒帶就越強,而所造成的天氣變化就越劇烈。當今天氣預報技術,就是在運用一切可能的措施、手段,來監測大氣能量鋒帶的蹤跡,天氣預報獲得成功是在人們預料之中的事。當然,如果天氣預報員每天不去跟蹤大氣能量鋒帶的蹤跡,而把主要精力死盯在大氣物理凝結核等枝節上,同樣會陷入不能自拔的地步。
地震預報與地震能量鋒帶
由於萬有引力導致的地心引力(重力)能,是取之不盡,用之不完的。因而,地殼板塊運動是永恆的。依據板塊構造理論,板塊運動必然導致板塊之間呈現出相互拉伸、擠壓和錯動等複雜的運動形態,在某一區域,當板塊之間擠壓和錯動達到一定的猛烈程度時,沿交界面之間,同時會產生出大量的熱量(地熱),擠壓、錯位越大,產生的熱量也就越多,並有可能使得巖石介質達到熔融程度。地殼板塊之間,所形成的熾熱交界面,與兩旁的地殼板塊溫度相比較,構成了巨大的溫差。在此,與冷、暖氣團交界面處的大氣能量鋒帶相比較,筆者將地殼板塊交界面間的巨大溫差稱之為「地震能量鋒帶」。
根據物質熱脹冷縮的性質,處於熾熱狀態交界面處巖石介質與兩旁巖石介質之間巨大的水平溫度梯度,必然導致交接面內的巖石介質與兩旁的巖石介質膨脹係數的巨大差異。從而,會產生出巨大的膨脹力。在巨大的擠壓、錯位和膨脹力的共同作用下,沿交界面水平膨脹係數對比最大處,就有可能觸發地震的發生。可以推論,該膨脹係數對比最大處,也正是震源深度所處的位置。沿交界面其它膨脹係數對比較大處,很可能為後來的餘震發生埋下了不穩定因素。因此,地震能量鋒帶也必然是地震活動的觸發機制和製造者。
應著重指出,有人只談地殼板塊沿交界面的擠壓、錯位,而很少談到有熱量的參與,這是不可想像的。該不符合能量轉換定律,也很可能是地震預報難關遲遲不能突破的癥結所在。
由於在地震能量鋒帶的形成過程中,同時也會在交接面內產生大量熱量,在孕震過程中,應有部分熱量上竄並逃逸到地表以外。 僅就筆者一些研究表明,除了唐山地震在臨震前4天有地溫突升現象外,已知邢臺地震、渤海地震和海城地震等臨震前數天都有地溫、氣溫明顯增高現象。筆者還曾對國內外一些地震信息的搜集,發現大多數地震的臨震前都有地溫、水溫的突升現象的存在。該現象的存在,很可能是一種普遍的自然現象。顯然,積極倡導組建地溫觀測網絕不是空穴來風,而是有的放矢。
因此,無論從理論上,還是實踐上都為組建地溫觀測網與衛星熱紅外遙感相融合的觀測系統,提供了重要科學依據。從而為尋找打開地震預報大門的鑰匙,提供了無限的希望。
中國應組建地溫觀測網
已知中國大陸內部的地震活動斷層,縱橫交錯有數百條,隨著地震不斷發生,活動斷層還在增加。因此,要想挑選出未來要發震的那條斷層,也決非是易事。
顯然,地溫觀測點的布防,在活動斷層附近需要予以重點考慮,不能設想用少數幾個地溫觀測的觀測,與所有的發震過程去一一對應。
筆者曾反覆強調,組建地溫觀測網來跟蹤、監測地震能量鋒帶的蹤跡是最為有效的理想模式。地溫觀測相對其它地球物理參量來說,不僅較易獲取,而且它可暴露地震能量鋒帶的蹤跡,對預報具有現實意義。組建地溫觀測網,就是把當前我國2800多個氣象臺站和1400多個地震臺站,還可把散布在我國內陸各地的數萬個無人氣象站和無數個地震群測點,統一增設80釐米以下深地溫觀測項目,同時都要納入到地震監測網來。而且,很容易做到地溫觀測、資料傳輸和資料處理的自動化完善地步。
當然,只有建立起足夠密集的地溫觀測網,才有可能確定出未來要發震的那條斷層。該項目勿需太大的投資,而且都是目前我國現有的潛在資源優勢,只要政府主管部門,有人出來組織協調就行了。
衛星遙感與地溫觀測相結合
衛星熱紅外遙感探測地震活動,顯示出其視野廣、時效快的特點,但須與地溫觀測網相融合,才能顯示出自身的優勢,這主要是由於天氣變化和地震活動不是來自同一個能源。近地表到處都可能充斥著一些虛假的熱紅外異常信息,這一切都需要地溫觀測網提供觀測證據。組建天地一體化地溫觀測網,做到相互印證和優勢互補。這可大大的降低地震預報的空報、漏報率,有可能突破目前地震無法預報的局面,為地震預報早日實現投入業務應用,做出應有的貢獻。
該地震預報觀測系統具有兩大特點。一是80釐米及以下深地溫突升異常現象,基本上擺脫了地表以上的自然變化影響,通常情況下,80釐米深地溫日變化率多在0.4℃以內上下擺動,很易辨別出其異常變化。二是衛星熱紅外遙感探測地震活動,轉移到有地溫突升的上空來,從而為衛星熱紅外遙感探測地震活動提供了重點監測範圍和目標。衛星熱紅外遙感與地溫觀測網相融合的優點,是無法比擬的。
可以預料,對於臨震預報來說,在地溫觀測網和衛星熱紅外探測都已具備的條件下,如果所監測到的地溫突升異常是真實的話,可以推斷在3天~5天內,在熱紅外異常的分布範圍內將會有大地震發生。所預報的發震時間和發震地點將是相當精確的。
雖然天氣預報和地震預報有著截然的不同,但筆者認為,儘管有著這樣或那樣的不同,人類為自然界一切事物的變化規律所創建的定理、定律和推理,毫無例外都是要遵循的。
地震成因、地震預報是當今世界科學難題。根據多年來跟自然打交道的經驗和知識的累積,筆者認為:雖然,地震孕震過程和地質構造是十分的複雜和具有不可知性,但從預報的角度仔細考慮,無論何種原因引起的地震,最後地震發生都要通過地震能量鋒帶的形成、發展這一不可逾越的過程。因而,地震預報只要通過緊緊抓住地震能量鋒帶的蹤跡,地震預報像天氣預報一樣獲得成功都是有可能的。為達到地震預報的目的,衛星熱紅外遙感與地溫觀測網相融合,再配合地磁、地電以及動物異常反應等觀測項目,共同組建成具有我國特色的地震監測網是探測地震活動的當務之急。該地震監測網很可能是一項功在當代,利在千秋,利國、利民造福子孫後代跨世紀偉大工程之一。其意義絲毫不比三峽大壩、南水北調、防治沙漠化等偉大工程遜色。