地震预报究竟难在哪里

2022-05-30 10:48王瑞良
科学大众(中学) 2022年10期
关键词:震级

王瑞良

据中国地震台网数据显示,2022年6月以来,四川多地连续发生地震,引发社会关注。

当代科学技术的发展一日千里,从微小的原子世界到浩瀚无垠的宇宙空间,再到万米之深的海洋底部,科学家已初步揭开了它们的神秘面纱,为什么对自己居住的老家——地球,却还缺乏清楚的了解?对經常发生的地震灾害,特别是短临震情,为什么不能像天气预报那样作出比较准确的预报呢?

不可捉摸的地震

2021年12月22日21时46分,笔者现住的江苏省常州市天宁区(北纬31.75?,东经120.0?)发生4.2级地震,震感明显,同时上海、浙江等邻近地区也有震感。当时,笔者和家人正在客厅看电视,只听见“轰隆”一声响,楼房晃动了一下。紧接着,有人大喊:“地震了!”小区高楼上的居民急慌慌地下到地面空旷地带避险。随之而来的就是有关地震的各种消息,其中不乏一些令人不寒而栗的谣言。大家议论的一个核心话题就是:为什么地震预报不能像天气预报那样准确呢?如果这次震级再高几级,我们不就会在一瞬间葬身于大楼的瓦砾之下吗?

群众的这些疑虑不是没有道理的。事实上,几十年来,国内外发生的千百次地震大多数没有预报;少数地震的预警时间也只是提前了十几到二十几秒,往往来不及避险。其中最典型的例子要数7年前发生的尼泊尔大地震了。2015年4月11日—13日在加德满都召开的一次研讨会上,专家们对下次地震发生时间的预判为“今后数年或数十年内”。没想到,仅仅在10多天之后的2015年4月25日,一场8.1级的强烈地震就突袭了尼泊尔,使该国蒙受重大损失。

那么,地震预报为什么这样难?它究竟难在何处?

地震预报就难在这些方面

地震预报之所以会成为一个久攻不克的难题,原因是多方面的,也是十分复杂的,概括起来可归纳为以下几个方面:

对地震的发生机制和规律尚无法准确了解。现在科学家虽已认识到地震的发生可能存在着一定的规律性,但同时发现有一部分地震的发生是无规律的,这就很难预测。即使是准周期复发的地震,复发周期往往长达数十年、数百年甚至上千年,而人们开始科学的地震研究不过短短百余年时间,连一个复发周期都没有经历过,怎能认清地震的发生机制和复发规律呢?

难以掌握地震发生的准确时间。在天气预报方面,目前我们有气象卫星和地面观测站等,可以实时、直接监控云团、冷空气、台风等的规模变化和运动轨迹,而地震发生在一两千米到几十千米甚至数千千米的地球深部,当今世界上最深的地下钻孔只有十几千米,因而根本无法监控那么深的地下情况。按说,地震预报最好能精确到天;退一步讲,也应当预测到某个星期。如果预测精度只能到月的话,整个社会都必须在某个月停止生产生活,到避难场所等着地震的发生,那么这种预报的意义就不是很大了。如果以周作为最低精度要求的话,相对于一个假设为500年复发周期的地震来说,其时间精度要求达到1/(500×52),这就相当于要求天气预报将某个天气事件(如下雨)发生的时间定在某天某小时的某分钟内,这显然是难以做到的。

对地震发生的地点难以判断。研究发现,以往的多次地震,有些是发生在地质构造上的,有些则不是。抛开那部分不依靠地质构造的地震,我们目前需要的是探明全国及周边所有可能发生地震的地质构造,从一个广阔的范围内对其进行观测研究,获取相对可靠的数据。而实际情况是,我国幅员辽阔,土地面积为世界第三,又有正在发生大陆板块碰撞的产物——青藏高原,发震构造多而复杂,而我国现有的地震观测网站不仅数量不够,而且观测设备也不够先进,所获的地震预报的数据,难免有顾此失彼的情况。

对地震的破坏程度也难以掌控。经验证明,只有针对某种可能发震的地质构造进行了充分的观测研究,了解了它目前积累的能量和速率,以及过去发生地震时释放的能量和震级,才能较为准确地预测下一次地震的破坏程度,即震级,从而确定目前的建筑标准是否符合要求,进而为政府的防震减灾决策提供依据。但是,由于地震是规模宏大的地下岩体破裂现象,其孕育过程很长,不但很难用经典物理学从本质上加以描述,也难以在实践中检验,往往是本次作出的相对准确的预报,下次却不一定管用,这无疑增加了预报的难度。

地震预报的三要素(时间、地点、震级)很难做到有机统一。一则成功的地震预报必须是三大要素同时测报出来,否则它的价值便会大打折扣,甚至会让人作出错误的判断。既然现在每个要素的预测都存在着很大困难,那么要想做到三大要素的有机统一,其难度将会呈几何级增长,会难上加难。

除此以外,地震预报还与人类的思维、行动方式和社会危机管理机制有一定的关系。

关于地震预报的两种不同观点

目前,在地震学界存在两种截然相反的观点。一种是地震不可知论。其依据是:地球是一种自组织临界状态,其中一个小小的事件往往会引发大小不等的一系列连锁反应,而与同为自组织状态的天气现象不同的是,人们根本无法掌握地球深部无数细小结构的临界状态,所以地震根本无法预报,与其将大量资金用于监测研究,不如用来改善地面防震减灾设施。另一种观点则认为,地震是一种自然现象,与世上万事万物都有规律可循一样,地震预报也不例外,中、长期预报自不必说,即令是短临预报也并非没有可能。两种观点的对立十分尖锐,前者有一定的代表性,曾一度占据主流地位,难免会对地震科学的研究产生一定的负面影响。正是受此影响,美、日等国相继压缩了用于地震预报的科研经费,日本更是正式宣布退出了地震预报的合作研究。

我国地震预报的准确率为30%,在世界处于领先水平。经验证明,当一级政府接到把握性只有30%左右的大地震预报时,往往就犯难了:要不要公开发布?什么时间公布?公布到什么程度?应当采取哪些应急措施?所有这些问题,都必须经过反复周密细致的斟酌才能决定;弄得不好,就会由自然危机转变为社会危机。

这样看来,地震预报这道难题在短时期内恐怕难以破解。但是,笔者坚信,“世上无难事,只要肯登攀”。世上只有暂时尚未认识的事物,而没有永远不可知的事物。只要坚持探索、不懈追求,假以时日,任何横亘在人类发展道路上的障碍,最终都将会被清除。试想一下,100多年前,谁能想到,今天的人类能够登上月球,进入太空,在那里进行科研开发?又有谁能想到,凭着一条海底光缆,人们就可以与亲友进行越洋通信,享受天涯咫尺的乐趣?地震预报问题的解决,也应符合这一思维逻辑。地震是我们当前面临的庞大的未知世界的一部分,我们今天对地震的探索还谈不上照亮了一个或几个点,但是正如著名科学家法布尔所说,如果我们能从一个点到另一个点地移动探索之灯,随着一小片一小片的客观世界被认识,我们最终也许能将地震成因的整个面貌拼制出来,从而逐步实现人类梦寐以求的地震预报。

(责任编辑:白玉磊)

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