地震預(yù)報(bào)永遠(yuǎn)在路上

王瑞良

2018年8月5日，印度尼西亞龍目島發(fā)生里氏7.0級(jí)強(qiáng)震，造成數(shù)百人死亡，超過(guò)16萬(wàn)人無(wú)家可歸。印度尼西亞地處環(huán)太平洋地震帶，每年發(fā)生大小地震數(shù)千次。而在此次強(qiáng)震前后，龍目島的小地震一直不斷。

面對(duì)地震預(yù)報(bào)這一公認(rèn)的世界難題，目前在地震學(xué)界存在兩種截然對(duì)立的觀點(diǎn)：一種是地震不可知論，認(rèn)為在人類對(duì)地球內(nèi)部知之甚少的情況下，預(yù)報(bào)地震是不可能的;另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為，地震是一種自然現(xiàn)象，與世上萬(wàn)事萬(wàn)物都有規(guī)律可循一樣，地震預(yù)報(bào)也不例外，中、長(zhǎng)期預(yù)報(bào)自不必說(shuō)，即使是短、臨預(yù)報(bào)也并非沒有可能。

在科研生產(chǎn)實(shí)踐中，各國(guó)科學(xué)家正在積極研究、探索地震預(yù)報(bào)這一難題，并不斷地有所發(fā)現(xiàn)、有所發(fā)明、有所創(chuàng)造、有所前進(jìn)。

通過(guò)海底光纜研究地震

英國(guó)、意大利和馬耳他的研究人員最近找到一種新方法，可以把已經(jīng)鋪設(shè)在海底的光纖電纜當(dāng)成地震探測(cè)儀。他們指出，全球洋底分布著大約100萬(wàn)千米的光纜，它們不僅承擔(dān)著互聯(lián)網(wǎng)傳輸和電信業(yè)務(wù)，而且可以用來(lái)探測(cè)地震。地球表面的70%都被水覆蓋著，這意味著目前只有極少的地震活動(dòng)得到記錄，大片地域的情況則不甚了然。如果能把全球絕大部分海底光纜用來(lái)檢測(cè)地震，將會(huì)為認(rèn)識(shí)地球的地震活動(dòng)規(guī)律提供一種全新的視角。

研究人員曾對(duì)英國(guó)的一條海底光纜進(jìn)行測(cè)試。他們注意到信號(hào)傳遞速度的一次輕微衰減，并查出這是由微小的震動(dòng)引起的。后來(lái)他們發(fā)現(xiàn)，是一場(chǎng)遙遠(yuǎn)地震造成了這些震動(dòng)，從而激發(fā)了把海底光纜作為地震探測(cè)器的靈感。

研究人員用一些海底光纜和地下光纜對(duì)上述想法進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有光纜可以作為地震探測(cè)器使用。他們還發(fā)現(xiàn)，光纜的這一用途不會(huì)干擾正常服務(wù)，而且無(wú)需對(duì)光纜進(jìn)行大的改動(dòng)，只需要在光纜兩端接入相關(guān)儀器即可，這種儀器將是專門的激光探測(cè)器，可以用來(lái)持續(xù)監(jiān)測(cè)信號(hào)。

研究人員相信，如果有足夠的海底光纜被用于探測(cè)地震，那么他們就可以獲得各種前所未見的信息——比如，用來(lái)預(yù)測(cè)海嘯的信息，或是可以更好地了解與板塊運(yùn)動(dòng)、火山活動(dòng)相關(guān)的全球地震活動(dòng)的信息。

利用地下云圖來(lái)預(yù)報(bào)地震

今年5月份，成都高新減災(zāi)所宣布，將利用現(xiàn)代高新技術(shù)，在四川和云南兩地建設(shè)一套地下云圖網(wǎng)，該網(wǎng)可用監(jiān)測(cè)到的地理數(shù)據(jù)，生成一幅幅地下云圖，再通過(guò)人工或自動(dòng)分析研判，讓它能像氣象預(yù)報(bào)一樣，看圖說(shuō)話，預(yù)報(bào)地震。

地下云圖的工作原理類似于氣象云圖，是在地表安裝傳感器，通過(guò)物理方法對(duì)地下8—20千米的應(yīng)力、能量等進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，生成一幅幅能識(shí)別地下應(yīng)力和能量的動(dòng)態(tài)演化圖，借以掌握地球內(nèi)部地質(zhì)活動(dòng)的規(guī)律。

傳統(tǒng)的地震預(yù)報(bào)方法存在著許多局限性：其一是大多憑借歷史經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)以往地震發(fā)生的規(guī)律，對(duì)可能發(fā)生地震的幾率進(jìn)行分析研判，但是對(duì)于一些史無(wú)前例的大震，這種方法就不適用;其二是利用物理關(guān)系不明的一些生活現(xiàn)象，例如動(dòng)物的異常表現(xiàn)（雞飛狗跳、老鼠搬家之類）等來(lái)預(yù)報(bào)地震，但是其他一些因素也會(huì)引起動(dòng)物行動(dòng)異常，所以這種方法只能作為參考而不能作為依據(jù);其三是利用物理關(guān)系太間接的一些物理量，例如地下水位、水溫等來(lái)研判地震，也很不可靠。上述這些方法都沒有足夠的科學(xué)依據(jù)，因此成功的可能性極低，即使成功一兩次，也帶有極大的偶然性。

與傳統(tǒng)方法相比，利用地下云圖來(lái)預(yù)報(bào)地震則有很大的優(yōu)越性。它是用地下應(yīng)力、地下能量等與地震發(fā)生的地區(qū)、地震震級(jí)有直接關(guān)系的物理量來(lái)預(yù)報(bào)地震，類似氣象專家通過(guò)天氣云圖預(yù)報(bào)天氣，醫(yī)生通過(guò)CT、X射線片子確診疾病。因而它所獲得的數(shù)據(jù)一般都有科學(xué)依據(jù)，是預(yù)報(bào)地震的一把可靠的鑰匙。

給地震波找一個(gè)釋放的去處

盡管科學(xué)技術(shù)的發(fā)展一日千里、碩果累累，但是面對(duì)地震預(yù)報(bào)這道難題，似乎并沒有一個(gè)有效的解決辦法。能否換一種思維方法來(lái)考慮問(wèn)題，即用一種成本較低、簡(jiǎn)便易行的方法來(lái)減輕地震給人類帶來(lái)的危害呢？

眾所周知，所謂地震，是由于地球板塊相互之間擠壓碰撞而造成的一種地面震動(dòng)，這種震動(dòng)會(huì)以地震波的形式釋放出一種巨大的能量。地震波又分為橫波和縱波，當(dāng)二者在地表混合形成混合波即“面波”時(shí)，破壞性最強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)，地震波之所以會(huì)成為面波，是因?yàn)樵谒纬芍螅诘厍騼?nèi)部找不到一個(gè)安身之處，于是便橫沖直撞來(lái)到地面，造成極大的破壞。

有鑒于此，科學(xué)家提出了“給地震波找一個(gè)釋放空間”的思路，即在地面的相關(guān)位置鉆孔（打井）。經(jīng)過(guò)模擬計(jì)算，這些孔洞的直徑應(yīng)為0.3米，間距應(yīng)為1.73米，深度為5米左右。它們?nèi)缤凇耙曈X隱形”時(shí)給物體穿上的特殊“隱形衣”，在地震波襲來(lái)時(shí)，讓地震波“看”不到地面的物體，因而也就不能對(duì)其造成破壞。在法國(guó)阿爾卑斯山區(qū)進(jìn)行的兩次人工誘發(fā)地震的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，這些孔洞能讓80%以上的面波消失得無(wú)影無(wú)蹤。