Olivine
地震預報被稱為地震學中的“圣杯”,也是地震學研究的終極目的之一。
真正意義上的現(xiàn)代地震學誕生于1906年美國舊金山大地震之后,到了1930年代有了相當?shù)陌l(fā)展,如里克特提出量度地震大小的里氏震級。這個時候的地震預報,基本還是民間術士的職能,多援引神學或傳說中的大災難,來預言毀滅性的地震,本世紀的好萊塢電影《2012》還帶有它的影子。但到了1960年代,相繼發(fā)生的智利9.5級、
阿拉斯加9.2級大地震以及河北邢臺大地震,對社會各界造成了極大的震撼。而且,這個時候地震學已經(jīng)發(fā)展了多年,地震研究者積累了相當多的資料,加上盲目的信心膨脹,進而認為可以向地震預報這個“堡壘”進攻了。于是,美國、日本等國相繼制訂了各自的地震預報計劃,中國如火如荼地展開了地震預報的“人民戰(zhàn)爭”,此后前蘇聯(lián)、歐洲各國也先后參與進來。但十多年以后,大家發(fā)現(xiàn)地震預測基本沒獲得什么成果,只有中國誤打誤撞預報了一個海城地震,而且僅一年后,唐山大地震又將這一神話擊得粉碎。到了二十世紀七八十年代之交,毫無進展的地震預報事業(yè)就陷入了僵局。這個時候,一個位于美國加州南部的小鎮(zhèn),帕克菲爾德,吸引了地震學家的目光。
帕克菲爾德位于美國加利福尼亞州南部,著名的圣·安德烈斯斷層從此經(jīng)過。這條斷層是太平洋板塊和北美板塊的分界,太平洋板塊相對于北美板塊向北滑移,每年可達35毫米,是地球上地震活動最活躍的地區(qū)之一。
到了20世紀70年代末,地震學家注意到一個非常有意思的現(xiàn)象。從1857年以來,這里每隔22年就會發(fā)生一次6級左右的地震。到1980年,這里已經(jīng)發(fā)生過6次地震,最后一次是1966年。那么,下一次會在哪一年?1988年?
預測地震
當然,不能僅憑一個相似的周期就做出判斷。在預測這次地震之前,地震學家做了大量的研究,尤其是比較了最后三次地震的相似性。
比如,這幾次地震的震中基本在同一個位置,斷層破裂范圍也一樣,震級一致(6級左右),造成的地面震動的時間大約為10秒。不僅如此,1966年和1932年、1922年地震的地震波記錄也是驚人的相似。
除了地震周期外,還有一個更令人振奮的現(xiàn)象,1966年地震和1934年地震之前,還發(fā)生了前震,而且前震和主震時間間隔幾乎一樣,分別是17分17秒和17分25秒。前震的地震波記錄也是如此相似,震源幾乎相同,震級都是5.1級!那么,下次地震還會有前震嗎?前震是可以被分辨出來的嗎?
地震之后,1934年和1966年地震的余震發(fā)生范圍也幾乎相同。根據(jù)震后調查,1901年、1922年、1934年、1966年地震造成了許多位置重復的地裂縫。
驚人的相似!這些,促使地震學家最終在1985年做出預測,并由美國地質調查局(USGS)向政府及公眾發(fā)出如下通告:即日起(1985年4月5日)至1993年之間,在帕克菲爾德地區(qū),有超過90%的可能性,發(fā)生一次5.5~6級的地震!
科學家信心滿滿地做出了這樣的預測。
枕戈待旦
這個預測發(fā)出以后,在美國社會引起了強烈的反響,媒體連篇累牘地進行報道,公眾參與熱情高漲。USGS聯(lián)合當?shù)卣朴喠说卣痤A警計劃,分為A、B、C、D四個等級,當達到最高危險等級的A級時,USGS就會通知政府,由政府向民眾發(fā)布地震預警。此外,當?shù)卣€印發(fā)了一本名為《帕克菲爾德地震預測》的小冊子,內容包括了地震危害、預報及短期預報、如何應對地震等內容。媒體和政府的努力非常有效,后來的一項調查表明,這一地區(qū)幾乎所有的人都知道這次地震預測,這也加強了當?shù)厝朔烙卣馂暮Φ囊庾R。
當然,科學家更沒有閑著。USGS與多家大學及科研機構合作,在帕克菲爾德布設了大量的儀器,包括地震儀、強震儀、地磁儀、大地測量臺網(wǎng),還有測量大地變形、地下水水位、大地電導率、地下氣體(如氡氣)、地震沙土液化等的儀器,有些被放置在了地下幾百米的鉆孔中,安置了幾臺攝影儀,打算拍攝地震來時地面的反應。這些設備可以用來捕捉地震前兆、記錄地震破裂過程以及定量測量地震帶來的破壞,為工程抗震設計提供了參考。這些數(shù)據(jù)都會通過無線發(fā)射器實時傳輸?shù)経SGS。
總之,帕克菲爾德?lián)碛挟敃r世界上最密集的地震監(jiān)測網(wǎng)絡,其影響也已超出了學術圈,從預報發(fā)出那一刻起,就有無數(shù)人開始翹首企盼這次地震的到來。
爽約的地震
時間就這樣靜靜地流淌著,1985年過去了,這股熱潮慢慢地消退,剩下地震學家進入了漫長的等待。
1990年過去了,地震沒來。
1991年,沒來。
1992年,沒來。
1993年,時間窗口只剩最后一年了。但是,地震還是沒有來。
不過,從1992年10月到1993年11月,帕克菲爾德倒是發(fā)生了三次4.3級左右的地震,其中有一次,和1966年地震前三天發(fā)生的一次前震比較類似,但和前幾次的“17分鐘”前震差別較大。而到了1994年,這里又發(fā)生了一次4.7級的地震。但是,等了十年的 6級主震一直沒有來。
怎么辦?最終,經(jīng)過評估,地震學家認為帕克菲爾德在未來一段時間內,仍有相當大的可能性發(fā)生一次6級地震,這個項目仍需要進行下去,不過由于經(jīng)費有限,不得不去掉一些儀器,有些功能做了改變或升級。
到了這個時候,質疑地震預報的人越來越多。而1995年,毫無征兆的日本7.3級阪神大地震更是讓這種質疑的聲音空前高漲。這次地震就發(fā)生在城市下面,造成6000多人死亡。它來得悄無聲息,使得日本高漲的地震預報研究戛然而止。
帕克菲爾德地震預報的失敗和日本阪神地震的不約而至,嚴重挫傷了地震學家的信心,一時間,地震不能預報的觀點占了上風。這一派的觀點以1997年《自然》雜志上的一篇文章為代表,認為地震是一種自組織臨界現(xiàn)象,具有隨機性,不能實時預報。當然,這種看法遭到了很多人的反對,并引發(fā)了1999年《自然》雜志組織一次地震預報大辯論,歷時7周,來自7個國家的15位科學家參與,其中包括中國地震局吳忠良。這次爭論雖然兩派觀點相左,但有這樣一個共識:我們到現(xiàn)在還不知道地震到底是什么,地震的過程是怎么樣的,地震研究還有一段非常長的路要走。這次辯論直接影響了日后各國應對地震的策略,短期預報不再被重視,長期的地震危險性評價成為了主流。
姍姍來遲
就這樣,進入了新千年,帕克菲爾德也沒有什么的變化,直到2004年9月28日。過去的幾天,這里非常平靜,連一個0級地震都沒有,地震前24小時,也沒有記錄到任何可識別的前兆信息。下午5點28分,6級地震就這樣無聲無息地來了。
這次地震的表現(xiàn)和前幾次十分相似,一致的震級,一致的破裂范圍,一致的地震波記錄,造成的地震震動也持續(xù)了大約10秒。
但為什么它來遲了呢?
目前,還沒能確定原因。但大都認為,可能是1983年發(fā)生在帕克菲爾德東北25公里的地方一次6.5級的地震造成了這次地震的“爽約”。地震是斷層上應力積累到一定程度,兩側突然發(fā)生錯動的產(chǎn)物,錯動變形在斷層處最大,遠離斷層處變小,這會造成受影響的地方應力發(fā)生變化,有的地方增加,有的地方降低,這叫應力傳遞。應力降低的地方就會造成地震的延遲。恰好,帕克菲爾德地區(qū)位于1983年地震造成的應力降低區(qū),所以地震到來的時間比預期晚了11年。
帕克菲爾德地震預測失敗了,但在2004年的地震中,大量的儀器仍獲得了豐富的數(shù)據(jù),地震學家從中窺探到了許多地震的秘密。這次實驗,也充分展示了地震的復雜性,中間的那次大討論直接影響了各國應對地震的策略,重點轉移到了基礎研究和地震減災上來,現(xiàn)階段人類仍不具備地震短期預報的能力成為了共識。
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(來源:果殼網(wǎng))