地震到底能不能预测

地震先兆动物先知?

在中国和日本,除了利用地质学、地球化学、地球物理学等手段外,人们也曾多次使用一种特殊的手段进行地震预报,那就是通过观察动物的行为来监测地震。

几千年前,人们就注意到很多动物在地震前会有行为异常。公元前373年,古希腊赫利刻城大地震的前几天,老鼠、黄鼠狼、蛇和蜈蚣纷纷离开窝巢出逃。 地震前动物出现异常行为在中国也屡见不鲜:20世纪20年代,宁夏省海原县发生里氏8.5级大地震,地震之前,狼群四处疯跑,狗狂吠,麻雀乱飞;1966 年河北省邢台地震前,位于震中附近的狗都弃窝而去,因而存活了下来;1969年7月18日在渤海发生7.4级地震,震前,海鸥、鲨鱼等均出现异常行为,在 天津动物园大熊猫、鹿、牦牛、泥鳅、老虎也出现了异常行为,人们据此发布了地震预报。

据统计,在地震前,尤其是地震前24小时内,动物的异常行为尤其频繁。老鼠、鱼、蛇等动物的异常行为则早在地震发生前三天就有所表现,这种现象会一直持续到地震前几个小时甚至几分钟。

利用动物异常行为预报地震的最好案例,就是中国成功预测了1975年初的辽宁海城地震。1974年底隆冬之季,大量蛇停止冬眠,爬出洞穴最终冻死在 冰冷的地面上,大批老鼠逃亡,随之在12月末发生了一系列的前震(大震之前的小震)。次年1月,动物异常行为更加频繁,达数千起之多,海城当地冬眠的蛇从 洞穴里钻出来冻死在雪地里;2月份最初的三天内,动物异常行为越加频繁,牛、马、狗等大型动物也表现出不寻常的行为。2月4日,一场7.3级的大地震袭击 了海城……由于预报及时,这场地震造成的人员和财产损失非常小。

那么,动物为何能预知地震呢?动物的行为可能是由于地震前地球物理、地球化学等变化引起的。一些动物能敏锐地感觉到地震来临之前的电磁变化以及自身 的变化,并调整自身的行为来适应整个环境。它们生命系统的不同部位对周围媒介的变化,使其作出异常反应。现在科学家们已经采用新的仪器和固体电子传感器对 动物进行实验,观察它们在大灾难到来前的反应。

海城地震的成功预报,使世人看到了地震准确预报的希望。不过1976年7月28日唐山大地震,尽管科学家已侦测到发现地震先兆,如地球物理、地球化 学信号异常,更观察到了多起动物异常行为,但出现异常的范围非常大,中国科学家难以确定具体方位,因此未能做出精确的预报。科学家们认识到,地震的准确预 报任重而道远。

预警更重要

既然地震预测仍是一世纪难题,那么在目前的条件下,如何能为公众尽早提供地震预警,最大程度上降低地震所造成的灾害呢?地震速报系统就是为此目的而建立的。

根据目前的地震形成理论,造成地震的原因是断层破裂。断层破裂时,两侧的岩体会相对移动,并释放出累积的能量。大部分的能量在克服摩擦力中损失,并 以热能呈现,另一部分能量则造成岩体快速的位移,形成弹性波,释放到附近的地壳中。当岩体快速位移时,所产生的推力会形成压缩波,即所谓的P波,沿着断层 面的相对位移则形成剪力波,即所谓的S波。其中P波在所有地震波中,前进速度最快,每秒钟传播7公里,也最先到达;而S波前进速度仅次于P波,速度为每秒 钟4公里,不过振幅是P波的3~10倍,破坏力强得多。因此,提前探测到P波将为避灾提供数秒乃至数分钟的时间。

地震监测点探测到先到的P波后,强大的计算机系统可快速判断是否将有破坏性的地震出现,并通过通讯网络将信息进行发布,切断相应的一些关键设施,如 煤气、电厂等,并通过通讯系统为公众提供预警,从而避免更大的破坏。这套系统被称为地震快速预警系统,在墨西哥、日本以及美国加州等区域已获得广泛使用。 在此次日本大地震中,正是由于地震快速预警系统,福岛的核电站系统在地震破坏之前被关闭,否则将会造成更大的损失。2008年6月,宫城地区曾发生里氏 7.2级地震,离震源70公里的日本仙台市在那次地震波到达15.32秒前接到了预警。

尽管目前地震预报仍是一世纪难题,但科学家从未放弃努力。德州休斯顿莱斯大学华裔地质学教授牛凤麟的研究小组研发的新科技,已可以在数小时前侦测出 地震即将发生。2005年圣诞节和新年前夕,牛凤麟的研究团队分别成功地在数小时前在加州侦测到地震。他们在加州帕克斐德四周的圣安德里亚斯断层,插进 1000米长的精密电子侦测器,结果在10小时前和2小时前都侦测到地震。这个研究团队计划在圣安德里亚斯断层更深处安装侦测器,以便更精准地侦测地震。

(作者单位:上海世博会事务协调局中国馆部)

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