探讨关于地震预测的那些事

 

据国家地震局消息，8月6日凌晨2点33分，山东平原县发生5.5级地震，地震造成数百栋房屋建筑受损、数十人轻微伤，并导致多趟铁路列车停运，给人民的生命财产安全带来较大风险。地震发生后，多个国家级媒体发布相关文章，科普如何接收地震预警信息以及地震发生时的应对措施等应急管理办法。

 

那么，地震可以被提前预警吗？如果可以的话，提前多久能预测到？如果不能的话，又是为什么呢？

地震是一种地球运动引发的自然灾害，每年有记录的地震超过 20 万次，它的突然来袭会造成极大的破坏和损失。为尽可能减少地震给人类社会带来的影响，科学家们一直在努力研究地震的预测和应对技术。

本期的科技博闻，我们将与您共同探讨关于地震预测的那些事。

震级

 

震级是表征地震强弱的量度，是划分震源放出的能量大小的等级。单位是“里氏”，通常用字母M表示。释放能量越大，地震震级也越大。震级每相差1.0级，能量相差大约32倍。

我国目前使用的震级标准，是国际上通用的里氏分级表，共分9个等级。一般小于2.5级的地震人无感觉，2.5级以上人有感觉。

● 一般将小于1级的地震称为超微震。

● M≥1级，小于3级的称为弱震或微震。

● M≥3级，小于4.5级的称为有感地震。

● M≥4.5级，小于6级的称为中强震。

● M≥6级，小于7级的称为强震。

● M≥7级，小于8级的称为大地震。

● 8级以及8级以上的称为巨大地震。

 

二

地震预测

 

地震预测主要是指在一定范围内确定未来地震发生的时间、地点和震级。目前，通过全球地震监测网络以及多种数据的记录和分析，科学家仅可以实现对特定区域在特定时期内发生地震的可能性进行概率性的预测，由于地震的特殊性，准确地预测地震仍然极其困难。

其特殊性主要表现在：

●研究对象特殊。地震一般发生在地下数十千米深的地方，且是一个复杂的、非实体的地质—地球物理过程。

● 现有的方法无法直接观测。当今世界上最深的钻孔（科拉超深钻孔）是12千米多深，但相比于地震发生的深度依然尚浅。人们目前只能依靠地面的观测资料，对地球内部的状况进行反演和推测。

● 难以实验与模拟。地震是规模宏大的地下岩体破裂现象，其孕育过程跨越了几十年甚至更长的时间，这一过程很难用经典物理学从本质上加以描述，也难以进行模拟。

● 研究结果难以检验。地震的发生时间跨度、区域及对于不同地区、不同时期的孕震过程的机理差异很大，难以用重复实践进行验证。

美国地质勘探局（USGS）在其官网直言“目前不知道如何，并且在可预见的未来也不期望能知道如何准确预测地震”。

图源：美国地质勘探局（USGS）官网

 

三

思路参考

 

虽然准确预测地震看起来似乎短期内无望，但是科学家仍然没有放弃这一努力。

考虑到：

● 地震是地球板块构造活动的结果，所以地震的发生一定和某些构造环境相关。

● 地震不是孤立发生的，它只是整个构造活动过程中的一环，在地震发生之前还会发生其他事件。那么，如果能确认地震前所发生的事件，就可以利用它作为前兆来预测地震。

● 地震的发生带有随机性且会受其他未知因素影响，与局部构造中的薄弱点分布和性质相关，但这些因素往往无法被提前预知。

根据以上三点考虑，一种地震预测的思路是将预测方法分为三类：地质方法、统计方法和前兆方法。三种方法互相结合会使得预测效果更好。

地质方法

以地震发生的地质构造条件为基础，宏观地估计地震发生地点和震级的一个方法。这种方法可被用于在大面积上划分未来地震的危险地带，确定不同危险程度的地区。但由于地质的时间尺度太大，关于地震发生时间的预测不能使用这一方法。

统计方法

从地震发生的记录中总结可能存在的规律，推测发生某种强度地震的概率。统计方法的可靠程度取决于数据的积累量。

前兆方法

根据前兆现象来预测地震的方法。前两种方法均有不足之处，若要明确地预测地震的发生地点、强度和时间，需要在一定程度上参考地震前兆。为了取得可靠的地震前兆（如地震波传播、岩石氡气排放、地磁场变化、电磁场变化、地面变形等），必须开展长期、广泛的观测和研究。

其他方法

现在也有科研团队在研究利用水下传感器、卫星、手机软件以及人工智能来对地震的发生进行预测。

 

 

地震是一种破坏力强的自然灾害，虽然我们现阶段仍无法准确预测它，但随着科技的不断发展和进步，我们相信更多行之有效的预测和应对技术会为地震预测这一难题带来新的解决方案。

 

编辑：黄飞