作者:刘庆生 来源:中国科学报 发布时间:2013-5-6
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也谈天然地震
 
■刘庆生
 
4月20日发生在四川的芦山地震,勾起我对1976年7月28日唐山大地震的回忆。
 
当年我正随1975级一个班的学生在距离唐山市北东方向90多公里的迁安铁矿指导实习。至今清楚地记得当时我是跳窗户出来,由于当时我们师生都睡在老乡家平房的炕上,窗户距离地面只有1米左右。此外,我们所在的村子位于一个基岩区,地基比较稳定,所以我们师生40多人毫发未损。但我校在距离唐山更近的一个地方实习的勘探系办公室主任就因为没有及时跑出而遇难,另一个学生受重伤。
 
我们在原地住了一段时间的帐篷后,学校决定提前结束实习撤离,并转战北京,在原来学校(北京地质学院)住了几个晚上帐篷后返回武汉。
 
唐山地震虽然已经过去将近37年了,但那时的情景依然历历在目。我在1977年又随这个年级另一个班重返迁安实习,有意思的是,居然时隔一年在实习期间又经历过一次较大的余震,当然经历了上次的大地震,这次余震就算不了什么。
 
我的学科虽然属于地球物理范畴,但和天然地震之间存在很大差别,因此,在经历唐山大地震后,我在茶余饭后也会关注天然地震的孕震机理,作为科普了解一点。
 
还记得在唐山地震发生后,听到了一些“马后炮”的地震预报消息,1.一个中学业余小组测量出地电发现了异常;2.在我们实习点头天深夜,随队的刘大夫去给一个老师看病,返回驻地时听到村民家里的牲畜发出奇怪的叫声;3.震前几天发现热水瓶底明显增多的泥水。因为,我们用水来自远处一个小水井,表明那几天水井也可能发生翻天覆地的变化。
 
显然这些马后炮信息只是作为茶余饭后的“谈资”而已。直到后来人们开始理性谈论1975年的辽宁海城地震,那是我们国家在世界上宣称第一次成功预报的强震。几十年后的今天恢复了历史的真面目:实际上当时主震前一个月内小的前兆地震频发不断,政府反复宣传防震。据说当时县里电影放映队全部出动到农村放电影,目的是晚上吸引老百姓出来看电影,尽量减小人员损失。所以,这次主震造成的伤亡相对较小。但是时隔一年的唐山地震没有任何前兆信息,造成了世界上伤亡最为惨重的灾难。
 
听说当年唐山地震发生前,一些地震学家们正在“高谈阔论”地震预报,总结海城地震“成功预报”经验。但是唐山地震的发生,大家突然对“地震预报”话题讳莫如深。实际上,作为一个理性的地球物学家,对天然地震的预报就目前认识水平和条件下,可以明确地说:天然地震(至少是短期和震前)不可能预报。前不久意大利法院审判了那几个胆大的地震预报“科学家”。我戏称,谁叫他们那样“胆大妄为”敢于叫板“地震预报”这个不可预知的难题。
 
一些科学家将“地震预报”与“天气预报”类比,希望经过长期不懈努力,天然地震也能够像天气预报那样能够实现物理预报(数值预报)。早期,人们也是依据一些对气候变化敏感动物的异常表现来实现天气预报,称为“经验预报”,后来慢慢发展到现今的“物理预报”。
 
然而,只要对天气预报发展过程稍作分析,我们就可以看到,“天气预报”与“地震预报”之间无论在形式或内涵上都存在“天壤之别”。首先预报对象的空间差异,前者是在地球表面以上空间,属于可见性,而后者位于地下空间,从目前看,多数破坏性地震的震源主要位于中上地壳,属于不可见性。
 
事实也证明,空间技术发展为气象预报的定量化提供了强有力的技术支撑,我们甚至可以实时追踪云层的位移。我们还可以在小范围内,在条件有利时实现人工降雨。然而,天然地震发生在地下空间,人们目前只知道地震是一个“应力累积与释放”过程,这个过程如何发生,我们基本仍属于一无所知。尽管我们可以通过大范围的应力和形变测量来监测它们的变化,但仍然无法对应力累计的能量在何时何地释放作出准确判断。
 
如果我们简单将地下地应力累计比喻成小孩吹气球,我们可以看到气球一定是慢慢鼓起,但什么时候破裂谁能说得准?况且,地下应力累计的空间不是一个密封空间,既有应力累计,同时也伴随应力释放。只有应力累计的速度远大于释放,并遇到合适的释放区域才可能突然释放,从而产生地震。这些过程都无法用数学上的函数解析关系来描述,只能用“数值模拟”方法来分析。这方面石耀霖院士在他的博文中进行了详细阐述,他是这方面专家。所以,我一贯呼吁:1.利用地质—地球物理手段,争取准确探测那些构造活动区域地下(重点为中、上地壳)精细结构,为分析地下应力累计与释放区域提供基础;2.地下应力累计过程伴随力学—物理—化学过程,这些过程可能产生一些前兆,例如苏联实验提出的“震—磁效应”等,作一点地震前兆基础研究,因为,我们也许能够通过一些前兆基础研究发现地震孕育关键机理,为实现地震预报提供可能的指导;3.当然,最主要的还是加强地震知识科普与地震预警,这也是世界上多震国家常用的地震预防理念和做法。
 
想起一则报道,1995年1月发生的日本阪神大地震,在震后10多天救起的一位小学生。当时他手里拿的一瓶可乐还剩半瓶,人们问他为何还剩这么多?他说,我不知道什么时候能够获救,所以每次饥渴难忍时,只用舌头舔一点可乐……
 
这才是我们在那些构造活动地带(区)对全体人民进行的地震科普教育所需要采取的正确态度。
 
http://blog.sciencenet.cn/u/lqs321
 
《中国科学报》 (2013-05-06 第6版 博客)
 
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