為什么面對地震，人類總是束手無策？

8月3日16:30，云南昭通市魯甸縣龍頭山鎮發生6.5級地震，截至目前，地震遇難人數達391人。為什么近年來大地震似乎頻繁爆發，而我們又無法精確預測大地震的發生呢？

《科學大眾》雜志不久前刊發的采訪中國科學院院士、著名地球物理學家滕吉文的這篇報道，或許能讓我們從更客觀、更深入的角度來認識地震。

Q:為什么最近10年，平靜的地球總是大發脾氣，強地震頻發？

自進入21世紀以來，即近10年的時間，在全球范圍內強烈地震頻頻發生，特別是環太平洋地震帶和地中海——喜馬拉雅——南亞地震帶，7級以上強震頻繁發生：2010年1月13日，海地7.3級地震; 2010年2月27日，智利8.8級地震;2011年3月11日，日本本州島附近海域9.0級特大地震……特別是2004年蘇門答臘9.3級特大地震的發生，打破了全球范圍內近50年來未發生過8.5級大地震的異常平靜。2000年以來，全球大地震更加頻繁了，共發生6次8.0級以上地震——這標志著全球范圍內已進入強烈地震活躍期。

從目前的規律看，全球每年發生大概5萬次左右的大小地震。平均起來，7級以上10~20次、8級以上1~2次。地球似乎由之前的“靜音”狀態調成了“振動”狀態，頻發地震，主要是因為地球始終處于一個不斷運動的狀態中，地球內部在不停頓地進行著物質與能量的交換而造成的。

在地球物理研究中，有著名的三大學說（理論），即發軔于奧地利學者魏格納的大陸漂移學說、日本學者提出的海底擴張理論，以及以這兩者為基礎的板塊構造假說。根據大陸漂移學說，大陸一直是在漂移，始終處于一個“悲歡離合”的過程。非洲、南美洲、南極洲、澳大利亞最初也是在一起，只不過是經過2.5億年的海陸變遷之后，才形成了現在這個狀態。有人提出，再過2.5億年，地球會是什么樣子？根據大陸漂移學說，2.5億年后，南京或許已不在現在所處的位置了，坐標系會完全改變了。

和大陸一樣，海底也并不是一直穩定的，它也在不斷地擴張。根據板塊構造假說，大陸和海洋分為很多塊體，而且塊體在不斷運動的過程中，會發生碰撞。日本發生9.0級大地震，就是由于兩大板塊錯動產生的。此次地震是日本地震記錄史上震級最高的一次，為在板塊交界處發生的逆斷層型地震。太平洋板塊在日本海溝俯沖入日本下方，并向西侵入歐亞板塊。太平洋板塊每年相對于北美板塊向西運動數厘米，正是運動過程中的能量釋放導致此次大地震。

我們在地表所見到的眾多景觀和現象,如高山、深谷、河流、湖泊、海洋和那壯觀的海陸變遷，以及各種地質現象和地球物理場表征。這一系列異常現象展布和其形成與運動的軌跡，都是地球內部物質交換、能量交換及其物理-力學-化學作用的深層過程與動力學回應的產物。

Q:為什么面對地震，人類總是束手無策，很難預測地震的發生？

地震預測是一個世界級難題，當今仍有兩種截然不同的觀點：可預測和不可預測。在這個問題上，美國人分兩派，中國人也存在兩派。地震之所以很難預測，其難點主要在以下幾個方面：

首先是入地難。對人類來講，上天、入地、下海，這是人類向地球和宇宙挑戰的三大壯舉。目前我們已經實現了上天、下海，其實上天、下海很不容易，可是入地更為艱難。兩彈一星元勛、中國科學院地球物理研究所首任所長——趙九章先生曾引用白居易《長恨歌》中兩句詩來形容地球物理學:“上窮碧落下黃泉，兩處茫茫皆不見”。意思是說，我們研究的東西（地球內部）都看不見，只能靠地表觀測以及數據的反演，去了解地球內部的物質組成和結構，以及物質能量的交換與變遷。

因為地震震源發生在地下很深的地方，在中國主要是淺源地震，僅30千米左右。而在我國西部的某些地區以及青藏高原東部有中源地震，震源約在200 ～ 300千米左右的深度。只有東北邊的綏芬河有深源地震，震源達到600千米左右，其他地方都基本都是淺源地震。可即使是10千米、20千米的淺源地震，我們也無法鉆到地下10千米的地方，看看它到底是怎么回事，所以入地很難。

第二是大地震的非頻發性。從事地震的人都希望發生大地震的樣本多一些，好從中總結規律，摸清其中的機理。可又不希望發生地震，正如1835年3月，進化論的開創者達爾文在剛剛發生過強烈地震的智利康塞普西翁市，面對一片廢墟感慨道：“通常幾萬年的變遷，但在這里只用一分鐘就毀滅了。”再說地震的震級大小也不是人類可控制的，因此很矛盾。

第三是震源機制的復雜性。比如日本3·11地震，主要是由于兩大板塊上下碰撞造成的。但各地震的機理不一樣，盡管地震預測目前已有一些理論模型，但是和實際還有很大差距。

這些都是橫亙在地震科學工作者面前的重重險阻，使得地震預報充滿艱難性。而全球范圍內地震趨勢，特別是在東南亞及周邊地域是強烈地震相對集中地區，地震的發生是值得關注的。

Q:迄今為止，歷史上有沒有成功預測地震發生的實例？

有，這里我們舉兩個地震預測的例子，首先是我國的遼寧海城地震。1975年2月4日19時36分，遼寧海城發生7.3級地震。這次地震發生之前，離海城120米左右的地震臺，記錄到幾個很小的地震，過了幾天記錄到了幾十個小地震，又過了幾天，記錄到了幾百個小地震，又過了一段時間，在地震分布圖上已經數不清到底發生了多少次地震。在此情況下，遼寧省地震局向省委報告，由省委發出警報——海城即將發生地震。據估計，這次成功的預報至少減少了10萬人的傷亡。這是人類歷史上第一次做出的具有減災實效的成功預報，也是全球預報強地震最成功的一次，更是第一次，得到了世界的公認。

美國帕克菲爾德地震也是歷史上預測成功的一次地震。帕克菲爾德處于美國西海岸圣安德列斯斷層附近，這個小鎮很小，只有37個人，在有儀器記錄以前，也發生過3次6級以上的地震，即1857年、1881年和1901年帕克菲爾德地震。而有儀器記錄以來，也發生過3次6級以上的地震，即1922年、1934年和1966年帕克菲爾德地震，平均每22年便有規律地發生一次帕克菲爾德地震。美國地質調查局在此建立了地震預測試驗場，匯集了大量的專家，并在靠近所預測的帕克菲爾德地震未來震中的地方，使用大地測量方法、應變儀、傾斜儀等前兆儀器，做長期、連續、精確的地殼應變測量，希望能記錄下任何可能的前兆性滑移的應變資料以驗證理論。

多方觀測之后，他們預報在1988年到1993年間會發生一次6級左右的地震，事實上這幾年中一直沒有地震過，直到2004年才發生了一次地震，但科學家們考慮到預報地震的位置是對的，與之前發生的6次地震相比，地點一致，破裂也發生在同一斷層上，震級也是對的，所以這次預報也算成功。大家想想，晚了這么多年的地震預報還算是成功，說明地震預報實在是太難了。

Q:既然地震這么難預測，那以后漫漫長路，地震研究者將如何進一步提高地震預測的精準度呢？

作為地球內部爆發的災害之一，地震帶給人們的猝不及防和觸目驚心的破壞和劇痛。但地震在給人類帶來災難的同時，卻像一盞明燈，照亮人類無法進入的地球內部。

地震發生時，首先出現的是上下震動的P波，震動幅度比較小，過一會兒后，水平運動的S波就到了，才會造成較大的破壞。如果能夠實現利用P波和S波出現的時差來進行地震預警，這其中最短也有10秒左右，最長不超過1分鐘，對于大地震來說，即便是小于1分鐘的時間差也能減少不少損失。

因此，目前國家地震局正計劃在全國再增加3000個地震臺（網），保證全國每個縣城至少有一個臺（網），一旦遇到突發狀況，哪怕只是局部地區發出預警，也可以減少很大的損失。目前日本和美國也都在從事這方面的研究。通過觀測地震波，就可以確定地球內部的結構。通過對地震波的研究，人類在不久的將來有望實現地震預警，為地震避難，找到1分鐘的提前逃生時間。

除了地震預警，科學家們還在從事地震預測方面的研究。當前，美國已在圣安德烈斯斷層地區，日本在東京地區進行深井觀測，期望能早期獲得地下微小破裂的響應，以實現地震預報，而中國科學家也在相關方面進行努力研究。

盡管地震預測的難度很大，特別是短期和臨震的預測遠沒有過關，但我不認為“地震是不可預測的”。我們必須刻苦奮進，把握地震預報的切入點：越過地平線，不停息地去“撫摸”強烈地震發生與發展的“脈搏”。也就是說，在地震發生的地方，首先要看看深部介質的組成是什么、性質是什么、結構是什么，從而推測發生地震的時間。地震科學工作者從來都未曾忘記過這是自己的天職。愛因斯坦曾說過：“世界的永恒的奧秘就在于它的可理解性。”地震預測亦是如此。

（本文來自《科學大眾》記者白玉磊、陸艷對中國科學院院士、著名地球物理學家滕吉文的采訪，原文刊發于《科學大眾》雜志）

人物簡介：

滕吉文，著名地球物理學家、中國科學院院士、中國科學院地質與地球物理研究所研究員、研究生院教授、吉林大學教授、中國科學院研究生院教授。長期從事地球物理學研究，特別在地球深部物理與地球動力學研究中有較深造詣。先后主持過和正在主持國家、中國科學院、國家自然科學基金委等多項重大和重點研究項目與國際合作項目。曾多次獲得國家自然科學和中國科學院自然科學、重大成果與科技進步一等獎、特等獎、攻關獎。

世界歷史上典型大地震的回顧：

1906年4月18日，美國舊金山8.3級大地震；

1920年12月16日，中國海原 8.5級大地震；

1960年，智利康賽普西翁大地震，連續遭到225次強烈地震襲擊，其中超過8級的3次，超過7級的10次，最大8.5級；

1966年3月8日，中國邢臺6.8級地震；

1976年7月28日，中國河北唐山7.8級大地震；

1995年1月17日，日本阪神7.2級地震；

1999年9月21日，中國臺灣集集7.6級地震；

2003年12月26日，伊朗巴姆6.8級地震；