選自《中國國家地理》2008年第6期
唐山之后,我們沒能避免汶川之難,汶川之后,我們有沒有能力規(guī)避下一次地震巨災(zāi)的降臨?這需要我們對地震災(zāi)害的防御進行反思。這些年來,我國的地震預(yù)測預(yù)報工作處于什么狀態(tài)?我們有沒有能力預(yù)測地震?地震預(yù)報為什么這么難?這次采訪就是圍繞這些主題展開,希望能逐漸呈現(xiàn)國內(nèi)陸震領(lǐng)域的紛雜狀況,從歷史中汲取經(jīng)驗,為未來找尋道路。
本文采訪專家
陳運泰 中國科學院院士 北京大學地球與空間科學學院院長
周秀驥 中國科學院院士,大氣物理學家
何永年 中國地震局研究員
黃相寧 地震地質(zhì)地應(yīng)力云圖災(zāi)害預(yù)測小組組長
劉華杰 北京大學哲學系教授
秦大河 全國政協(xié)常委,人次環(huán)委副主任 地學部主任
劉小漢 中國科學院青藏高原研究所研究員
鄧乃恭 中國地質(zhì)科學院地質(zhì)力學研究所研究員
彭華 中國地質(zhì)科學院地質(zhì)力學研究所研究員
2008年5月12日14時28分,四川汶川地區(qū)發(fā)生8級地震。中國地震臺網(wǎng)中心副主任、研究員張曉東在回答記者提問時說:“三大因素決定地震預(yù)測是世界性難題,第一、地球的不可入性;第二、地震孕律的復(fù)雜性;第三、地震發(fā)生的小概率性?!?/p>
國家地震局的專家們認為,破壞性地震(5級以上)的預(yù)報,特別是臨震預(yù)報是不可能的。從這個角度看,1976年的唐山7.8地震和今年的汶川8級地震都是不能準確預(yù)報的。
隨后有消息稱,2008年4月26日、27日,中國地球物理學會下屬的“天災(zāi)預(yù)測專業(yè)委員會”集體討論,作出“在一年內(nèi) (2008.5—2009.4)仍應(yīng)注意蘭州以南, 川、甘、青交界附近可能發(fā)生6-7級地震”的預(yù)測。而2007年3月19日,黃相寧等提交給該專業(yè)委員會的預(yù)測意見中提到,2007年5月-2008年4月,西藏雅魯藏布江大拐彎-四川雅江-云南劍川-印度東北端很可能發(fā)生8.3級地震(文字報告于4月30日以密件形式發(fā)報中國地震局等國家機關(guān))。
消息傳出之后,人們紛紛質(zhì)疑國家地震局“破壞性地震的臨震預(yù)報是不可能的”說法。認為既然已經(jīng)有人把大地震的大概方位圈住了,為什么政府不讓民眾知情?我們有沒有能力預(yù)測地震?為了呈現(xiàn)中國地震預(yù)測和預(yù)報的復(fù)雜處境,記者專門走訪了地學界乃至哲學界的諸多學者。
地震到底能不能預(yù)測?
記者:在大災(zāi)難面前,民眾最需要科學家們做的事是及時提供信息。為什么我們在汶川地震之前毫無預(yù)報?我們有沒有能力預(yù)測地震呢?
陳運泰:公眾經(jīng)常是把科學意義上的能夠收到防震減災(zāi)效應(yīng)的、國際上公認的地震預(yù)測的界定,跟一般的含糊的說法相混淆。
地震預(yù)測和地震預(yù)報是兩個概念。簡單地說,預(yù)測是科學家的個人行為,而預(yù)報則應(yīng)該是政府行為。地震預(yù)報又包括發(fā)震時間、震中位置和震級大小三個要素。預(yù)報所依據(jù)的,就是科學家們對地震的預(yù)測。
顯然,對于人類防災(zāi)備災(zāi)來說,只有地震的三要素預(yù)測比較有把握時,發(fā)布預(yù)報才能有效。但比較準確的地震短臨預(yù)報能不能實現(xiàn)?這個問題全世界的科學家都沒有解決。
這次地震之前大地有沒有前兆?地震之前到底有沒有預(yù)報?無論是官方還是民間的說法,都有很多,但是對待這些說法要特別慎重。
我聽人說,去年有個女孩預(yù)報了這個地方2008年要發(fā)生6.7級地震,我特別找到了這篇論文。實際上她運用了翁老院士多年來使用的預(yù)測方法,預(yù)測2008年在川滇地區(qū)要發(fā)生大震。川滇地區(qū)有多大?這么大范圍要發(fā)生6.7級以上地震,上不封頂,這就是她的研究結(jié)論。我覺得這樣一個結(jié)果應(yīng)用了翁老的辦法,還是應(yīng)該引起注意的。但是如果簡單地說,這個地震已經(jīng)有預(yù)報了,或者預(yù)報出來了,我認為無論是從政府的規(guī)定還是從科學的角度去認識,都是不對的。
記者:天氣預(yù)報可以天天報,地震預(yù)報為什么不能報?
周秀驥:其實,今天地震預(yù)報的水平和100年前天氣預(yù)報的水平差不多,那時候,天氣預(yù)報也是看到螞蟻搬家就說要下雨了。地球科學無非是“上天入地下?!?,我們現(xiàn)在的確上了天,但是入地下海確實非常之困難。因為大氣密度沒有那么大,好上,所以飛機也有了,衛(wèi)星也有了。實現(xiàn)了信息三維化。此外,大氣的物理規(guī)律基本上是清楚的,流體力學發(fā)展得非常成熟,比固體力學相對來說成熟一點。我們可以把完全定量化的方程在計算機上進行計算,把數(shù)據(jù)一輸入就可以算出結(jié)論。
而地震學家們并不知道地下那些個板塊是怎么在碰撞的,GPS測量的地表形變也無法推知地底下的情況。整個固體地學沒有一個像氣象這樣稠密的觀測網(wǎng),天天準時地提供你的動力方程所需要的參數(shù)資料。
所以在這件事情上,我的看法是科學上急不得,你不發(fā)展到那一步,你說一定讓他做出準確的預(yù)報,是辦不到的。
《中國國家地理》的記者還向?qū)<覀兲岢隽艘韵聠栴},并得到了專業(yè)回答。
——地震能不能預(yù)報和地震能不能預(yù)測直接相關(guān)。我們的地震預(yù)測水平是怎樣的?
——從哲學層面上看,地震到底是可知的還是不可知的呢?
——今后國家應(yīng)該如何對待地震預(yù)測這件事?
——非主流科學家們都在運用什么樣的方法預(yù)測地震?
——“土法”與“洋法”,哪一種在地震預(yù)測時是具有優(yōu)勢的?
——國外學者怎樣看待中國地震預(yù)測的“土辦法”?
——汶川地震事先有沒有預(yù)測報告?
——很多預(yù)測意見看上去不確定性很大,如何能作為地震預(yù)報的依據(jù)呢?
——國際上地震預(yù)報現(xiàn)狀是怎樣的呢?
——現(xiàn)在矛盾的焦點是政府和科學家們都掌握了部分地震預(yù)測的信息,但是地震預(yù)報卻遲遲不肯發(fā)出。地震預(yù)報遇到的瓶頸在哪兒?
——上世紀60年代中國的“群測群防”是怎么搞起來的?
——我感覺“群測群防”不僅豐富了地震預(yù)測信息,而且提高了群眾的防震意識,應(yīng)該呼吁重新開展。這對解開目前政府、科學界和公眾之間的預(yù)報死結(jié)似乎有幫助。
民眾越了解地震科學的現(xiàn)狀,就越會理解政府是否發(fā)布臨震警報的難處。民眾對地震的恐慌心理是怎么來的?根本不是由于職能部門泄露震情造成的,而恰恰是由于對民眾封鎖消息。越是封鎖消息,越容易滋生流言蜚語,民眾就越容易恐慌。理性社會的政府應(yīng)當使公眾清楚自己生活在什么樣的環(huán)境里,可能面臨什么樣的危險。在某種程度上來說是讓公眾自己掌握自己的一部分命運,承擔一部分責任。
青川發(fā)生6.4級余震的第二天,我們拍攝了這張照片?!白蛱焐衔琨W鵡跳了4000多次,比平時多一倍,下午就震了?!崩罹淌谡f。5月12日8級大震發(fā)生之前,鸚鵡也比平時跳得頻率高許多。虎皮鸚鵡的跳動通過鳥籠上的傳感器傳送到電腦上,由電腦直接做出跳動頻率曲線(右圖)。是否可以普及這個方法,比如號召家家養(yǎng)虎皮鸚鵡?李教授認為可以:“只需每家發(fā)一個傳感器就行了。”虎皮鸚鵡只是李教授預(yù)測地震的十多種方法之一,他和他的集體對1997年新疆伽師地震、1999年臺灣地震、2000年日本伊豆地區(qū)的地震都有“超常準確的預(yù)報”,有國外學者評價他的研究小組對地震的“遠程預(yù)測能力是有些超越當今科學常識內(nèi)涵的”。
背景知識:
地震預(yù)報的“土辦法”與“洋辦法”
1966年邢臺地震之后,周總理在中南海請李四光和翁文波來談話,說:“我請你們來是要你們做地震預(yù)報,這是我給你們的任務(wù)?!崩钏墓夂臀涛牟ń邮芰说卣痤A(yù)測的任務(wù),并為此耗盡了畢生的心血。中國也從此拉開了地震預(yù)測預(yù)報工作的大幕。
地質(zhì)部的李四光研究的是地質(zhì)力學,即用測量地應(yīng)力變化的方法來研究地殼運動規(guī)律。這是他自己創(chuàng)立的學術(shù)主張。一大批以地質(zhì)力學為學術(shù)方向的科學家們,運用地應(yīng)力的觀測和分析,解讀著地震來臨的信息。
石油部的翁文波研究的是信息預(yù)測,例如充分利用歷史文獻記載和“取象比類”的方法來預(yù)測天災(zāi)。由翁文波生前創(chuàng)立的天災(zāi)預(yù)測專業(yè)委員會吸收了許多目前中國自然災(zāi)害預(yù)測造詣高深的人,這些人來自氣象部門、水利部門、地震部門,有的甚至只是社會志愿者。
國家地震局組建時共包括三方面的科學家力量:以地質(zhì)力學方法為主的地質(zhì)部專家、以預(yù)測理論為主的石油部專家和以地球物理方法為主的中科院專家。由于地球物理方法是由留學西方的學者們帶回來的,代表著發(fā)達國家的高科技成果,在國內(nèi)學術(shù)界的地位相對較高,所以成為了國家地震局的主要研究力量。
目前國內(nèi)的地震預(yù)測存在著四種方法。
第一種方法是地球物理學家從西方引進的地球物理方法,簡單說來就是用地震報地震。這種方法對于有前震的地震還是有用的,在大震前有一系列的小震,而且小震的頻度越來越高,這就預(yù)示大震的來臨,如海城地震。這種方法使用從西方進口的高精尖儀器,俗稱“洋辦法”。
第二種方法是利用地應(yīng)力的方法來預(yù)測地震。這是李四光先生創(chuàng)立的方法。所謂地應(yīng)力,就是指存在于地殼中的應(yīng)力,它包括由地熱、重力、地球自轉(zhuǎn)速度變化及其他因素產(chǎn)生的應(yīng)力。由于地震是地球的內(nèi)力沖破巖石圈造成的,所以在巖石圈遭受內(nèi)力擠壓的時候,原來的地應(yīng)力平衡就被打破了,產(chǎn)生了地應(yīng)力的變化。地應(yīng)力臺就建立在對巖石圈地應(yīng)力變化反應(yīng)最敏感的地方,巖石從受力開始直至破碎,地應(yīng)力的變化都能被感知。地震學家從地應(yīng)力變化的曲線上就可以預(yù)測出地震發(fā)生的時間。如果地應(yīng)力臺分布足夠多,中國大地上的地應(yīng)力變化就能被充分感知了。地應(yīng)力臺也可以制成簡易的便于群眾觀測的儀器,從而也是“群測群防”的手段之一。
第三種方法是觀察地球物理場代用指標的變化,如次聲波、土地電、地磁異常、大地微動等,這些都可以通過簡單原始的觀測手段進行監(jiān)測。還有一類屬于肉眼可見的宏觀前兆現(xiàn)象,如地下水的水位、水質(zhì)、微量元素含量、氡含量、天氣中的異?,F(xiàn)象、動物異常行為、地聲、地光等異?,F(xiàn)象,也都是群眾可以直接觀測到的。這些方法是上面兩種方法的輔助手段。
第四種方法是利用預(yù)測學的理論來研究地震發(fā)生的規(guī)律,從而預(yù)測地震。這種方法也可借用簡易自制的儀器來觀測。
所有那些可以被公眾直接參與的監(jiān)測活動,被當今主流地震學界稱為“土辦法”。它們就是30多年前中國進行地震預(yù)測時“群測群防”策略的基礎(chǔ)。1975年海城地震之前,國內(nèi)活躍著各路預(yù)測地震的方法派別,海城地震預(yù)報成功之后,以前震—主震的方法預(yù)測地震的那個學派就脫穎而出,群測群防就開始不太受重視了。唐山地震以后,國家支持地震局的專家們繼續(xù)地震觀測,而對方法不太關(guān)注,地應(yīng)力臺站也相繼取消了,取而代之的是用高精尖儀器布設(shè)的國家地震臺網(wǎng)。
由是,國內(nèi)陸震界分出了使用洋辦法的“正規(guī)軍”,和使用土辦法的“游擊隊”。
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