◇◇新语丝(www.xys.org)(xys3.dxiong.com)(www.xysforum.org)(xys2.dropin.org)◇◇   关于地震的一些看法   作者:太极螳螂   5.12地震快一年了,看到Amsel网友收集的材料,颇有感触。   去年这个时候正好和一些蠢货打嘴架,看了不少地震材料,收集些东西。   这些都是当时的一些回帖,给大家在网上吵架时候提供点材料。   1、什么是地震预报   地震预测(预报)不是指像“在某地最近要发生大地震”这类含糊的“预测”、 “预报”或说法。不同时指明地震发生的地点、时间和大小(简称为地震“三要 素”) 并对其区间加以明确界定的“预测”、“预报”,几乎没有什么意义。此 外,地震学家还用发震概率来表示预测的可信程度。所以,地震学家把地震预测 定义为“同时给出未来地震的位置、大小、时间和概率四种参数”,每种参数的 误差(不确定的范围)小于、等于下列数值(Wyss,1991):   位置:±破裂长度;   大小:±0.5破裂长度或震级±0.5级;   时间:±20 地震复发时间;   概率:预测正确次数/(预测正确次数+预测失误次数)。   (以上,陈运泰院士)   2、地震能否预报问题。   国际地震界有两种意见,一是可以,一是不可以。地震无法预测的说法不是 现在就有,有几个世界上相当牛X的专家就持有这种观点(例如 Geller, Earthquakes cannot be predicted,Science, 1997),也有很多理论依据。国 内主流意见是尽管难度很大,在一定程度上还是可以的。这个问题争论很多。   目前主流观点认为forecasting(something would happen) 还是可能的, 但prediction(something will happen) 非常困难。(吴忠良,中国科学院教 授,中国地震局地球物理研究所所长)   3、准确率问题   相当多地震专家不认为地震不可预知,认为短期(数月)、临震(数日-数 周)预报很难做出。很难做出的意思是准确率很低。   “2000年以来,中国地震台网中心(前分析预报中心)共收到700多分地震 短临预报意见,其中基本上准确的预报意见有7份。2008年以来,共收到26份短 临预报意见,尚没有正确预报的短临预报意见。”“这次地震前,中国地震局没 有作出短临预报,同时也没有收到任何单位、个人或团体提交的有关这次地震的 短临预报意见。”(中国地震局副局长车时,5.12地震后几天说的)   至于中长期(1-10年,10年以上)预报,相对来讲准确率高一些,有数据认 为准确率30%左右。   可公度,这篇文章提到的方法准确率不到千分之三(新语丝网友)   地震预报达到10%的准确率已经算不错的了。我国每年预报的地震大部分都 是虚报、误报,每个省的地震局都要定期开会商会,在会商会讨论可能要发生的地 震,由专家组得出结论再上报。(许忠淮,中国地震局地球物理研究所研究员)   用气象预报举个例子。目前,中国2-3天内的气象预报准确率70-80%,这还 是晴雨之类的预报,极端天气准确率马上迅速下降,暴雨准确率只有19%(美国 22%)。天上那么多气象卫星,地上那么多万亿次机器,历史上那么多天气记录, 也就是这个水平。地震预报原理和气象预报类似,计算机和记录还好办,关键是 地球内部很难进入,靠在地面收集的数据本身就存在很大问题。相对于天上,人 类对地下了解的太少太少了,连个海里的大乌贼现在都搞不清楚呢。   在评估地震预测(地震是真报对了还是碰运气碰上的?)时,“目标震级”的 大小是很重要的。理由很简单:因为小地震要比大地震多得多(一般地说,在某 一地区某一时间段内,某一震级地震的数目是震级比它大1级地震的数目的8至10 倍)、因而更容易碰巧报对!在给定的地区和给定的时间段内要靠碰运气报对一个 Mw 6.0的地震并非易事,而靠碰运气“对应上”一个Mw 5.0的地震的“预测” 还是很有可能的。(陈运泰)   至于采用时间序列分析或者其他唯象方法,都是没有办法的办法。这些做法 均是通过对历史数据的回归,不考虑地震的成因,类似于股票市场上的技术分析, 通过技术分析几个人发财了?地震序列分析也是很麻烦,有点类似于股票的波浪 理论,知道波浪理论都明白划分波浪很麻烦。某个地震是某个地震的前震还是某 个地震的余震还是其他什么,有时候很难搞清楚。   4、前兆问题   这个是讨论最多的。   4.1什么是前兆   从 1989年开始,国际地震学与地球内部物理学协会(IAsPEI)下属的地震预 测分委员会,组织了由13名专家参加的工作小组,对各国专家自己提名的有意义 的地震前兆进行了严格的评审(Wyss,1991,1997;Wyss and Booth,1997)。这 个专家小组把地震前兆明确地定义为“地震之前发生的、被认为是与该主震的孕 震过程有关联的一种环境参数的、定量的、可测量的变化”。第一轮(1989~1990) 对各国专家自已提名的认为是有意义的28项地震前兆作了评审,第二轮(1991~ 1996)10项,两轮共37项(第二轮中有一项在第一轮中已评审过)。按照这个专家 小组评定的结果,只有5项被通过认定。这5项可分为3类。第一类是地震活动性 图像,包括:   ①震前数小时至数月的前震(foreshocks),例如1975年2月4日中国辽宁海城 Ms 7.3地震的前震(吴开统等,1976);   ②震前数月至数年的“预震”(preshocks),例如1988年1月22日M 6.7澳大 利亚Tennant Creek地震(Bowman,1997);   ③ 强余震之前的地震“平静”(Matsu ura,1986)。   第二类是地下水的特性,只有一项,即:   ④1978年1月14日日本伊豆一大岛近海M 7.0地震前地下水中氡气含量减少、 水温下降(Wakita et al,1988,1991)。   第三类是地壳形变,也只有一项:   ⑤地壳形变,例如1985年8月4日美国加州Kettleman山地震前地下水上升反 映的地壳形变(Roeloffs and Quilty,1997)。   对于地应变、地倾斜、地壳运动等则未能做出决定,而对于尾波、Q值、s波 分裂、潮汐应变振幅、震群、自然电位、地电阻率和地磁场、电磁辐射、应变对 降水量的响应、高程变化、地面垂直运动、断层蠕动、地壳形变(海平面变化一 地震)、干旱一地震等则未予以认定。评审未予以通过并非说所提名的这些前兆 方法一定毫无用处,只表明根据评审专家和专家小组的意见,该方法目前尚未成 熟、尚不能完全确信所提名的前兆是否真是前兆。即使被确认为“有意义的地震 前兆”的5项,并不意味着即可用以预报地震。(陈运泰)   4.2前震问题   前震无疑是地震的前兆,但是如何识别前震仍然是一个待解决的问题。(陈 运泰)   数据   PDE 2007 01 10 171858.36 33.26 104.74 23 4.70 mb GS .D . ....... 280   PDE 2007 03 11 064211.76 32.25 104.66 35 4.30 mb GS .. . ....... 182   PDE 2007 04 22 154909.47 28.26 104.81 35 .. . ....... 332   PDE 2007 04 23 165953.78 28.20 104.87 35 3.80 mb GS .. . ....... 340   PDE 2007 04 26 222028.23 33.15 104.38 35 3.80 mb GS .. . ....... 255   PDE 2007 06 18 042400.74 34.01 100.92 35 4.50 mb GS .. . ....... 406   PDE 2007 07 13 125238.15 29.63 98.92 47 4.20 mb GS .. . ....... 456   PDE 2007 07 28 031930.02 26.72 102.05 35 4.10 mb GS .. . ....... 491   PDE 2007 07 30 233523.66 29.18 102.71 35 4.10 mb GS .. . ....... 212   PDE 2007 08 14 024730.66 28.42 105.33 10 .. . ....... 341   PDE-W 2007 10 05 190139.84 28.46 105.14 10 3.90 mb GS .. . ....... 327   PDE-W 2007 12 18 001659.14 27.34 103.92 35 3.90 mb GS .. . ....... 408   PDE-W 2008 01 05 134505.66 33.89 102.12 35 3.90 mb GS .. . ....... 341   PDE-W 2008 01 31 210650.85 28.35 104.99 48 4.80 mb GS .. . ....... 331   PDE-W 2008 02 13 224954.60 28.40 105.01 35 3.80 mb GS .. . ....... 326   PDE-W 2008 02 16 060015.31 29.54 102.03 43 3.90 mb GS .. . ....... 207   PDE-W 2008 02 26 175003.58 30.08 101.77 24 4.90 mb GS .F . ....... 186   PDE-W 2008 02 28 151929.32 31.30 104.14 10 4.50 mb GS .. . ....... 77   PDE-W 2008 04 03 182526.40 28.41 102.54 10 4.20 mb GS .. . ....... 298   PDE-Q 2008 04 09 225521.75 27.21 102.79 89 4.10 mb GS .. . ....... 423   PDE-Q 2008 05 02 155628.73 27.54 101.93 35 4.70 mb GS .. . ....... 408   这是07到08年5月12日以前的以汶川为中心,半径500公里之内的3.0以上地 震(非常不完全的统计),请他们分析哪个是前震?   四川3.0以上地震每年100多次。   目前最极端的说法是,每次地震都可以认为是其后更大地震的前震。 (Kgcan)   4.3蛤蟆,云彩问题   不多说了。   5、其他方法   现在搞地震预测主要有两个路子。   一个就是严谨的科学研究所走的路子。研究地震的成因,运用地球物理理论, 建立模型,通过科学方法采集数据,然后进行处理,再与实际发生情况进行对比, 不断改进理论,改进研究思路和研究方法。对于某些反科学人士或者木头脑袋来 说,这就是“官科”。   另一个就是经验方法,走唯象学路子。通过研究自然界中一些“异常”现象 与地震的关系来进行预测。“异常”现象要打个引号,因为这些现象对科学家来 说也是很正常的。这些包括天文现象、气象现象、动物现象等等,大家这几天看 得很多了。   除了这两派,还有些搞时间序列分析的,还有搞什么周易之类的,纯属脑残, 暂时不用理会。   凡是科学力量比较弱的地方,非科学的东西就容易流行。特别是对缺乏科学 常识和专业知识的人,唯象学研究的一些说法更能将其迷惑。这几天,蟾蜍,湖 泊消失闹得非常热闹就是个例子。   唯象学的路子貌似有些道理,比如他们认为某些气候异常有可能是地球结构 变化导致地球引力变化从而发生的,实际上都经不起严格的推敲。在理论上不能 说服人的时候,他们就会用例子来说话,比如某地某次大震之前出现了什么什么 现象。有感地震本来就是不常见现象,他们用的那些现象对于缺乏辨别能力的人 来说也是不常见的,在缺乏相关性知识的时候,很容易让一些人将二者联系起来, 这在传播学上有个什么说法,我懒得查了。这些现象不但中国有,国外也存在。   VAN方法。这是希腊雅典大学有3位教授提出的一种办法,声称准确率很高。 不过   In summary. VAN's claims to be making "SUCCESSFUL predictions" of earthquakes ARE NOT VALID!!(Geller)   There are no unqualified successes! (Kgcan)   VAN的工作及其国际评价表明,这场辩论目前处于相持状态,双方都提出了明 确的论点和大量依据,但都还不能使对方完全信服。而且,对预报成果的评价方法 本身也尚未过关,尚无共识,同样需要进一步研究和发展。有关问题的解决看来尚 需时日。然而,VAN的研究集体能够长期坚持系统的预报实践和理论研究,对一批 地震作出了成功的预报,而且是地震预报中最困难的短临预报;面对国际上一批专 家的批评,能够逐条写出有相当科学依据、有相当说服力的答辩,这些都是VAN预 报乃至全球地震预报研究取得进展的重要表现,应予充分肯定。我们认为,VAN的 预报及有关辩论又一次表明,目前地震预报研究已取得长足进展, 但仍未突破,对 地震预报研究过分悲观和过分乐观的看法都是没有依据的。地震预报的研究和实 践应当长期坚持下去。(王建宁等)   6、Tectonics问题   这是该文的结论,并非预报。   We have documented Quaternary activity on a set of large northeast-striking faults that parallel the eastern margin of the Tibetan Plateau, using a combination of field Figure 16. Field photo of steeply dipping, clast-supportedcobble conglomerate of the Dayi Formation near Baitahu, 10 km northeast of Dayi. See Figure 15 for location. View is to the northeast. Clasts are dominantly subrounded-rounded cobbles of granitic rocks, with minor limestone and sandstone. Matrix is reddish-tan silty sand. Crude bedding defined by sand bed and aligned conglomerate clasts defines an open monocline (hinge shown by dashed line). Active trace of Dayi fault is 200 m to the southeast (to the right). Figure 17. Map view of small channel offset by the Dayi fault near Baitahu. See Figure 15 for location. Black dots show survey points along the top of the southwestern channel bank, which is dextrally offset 28 ± 2 m. observations, photo and image interpretation, and 10Be exposure dating of offset depositional landforms. The northeast-trending Beichuan, Pengguan, and Dayi faults,which parallel the eastern margin of the Tibetan Plateau,have been active in the latest Quaternary with a dominantly dextral sense of slip. Apparent throw rates are highly spatially variable but are typically <1 mm yr 1. Compelling and widespread geomorphic evidence for dominant dextral strike-slip displacement suggests to us that total displacement rates may be at least several millimeters per year. The Beichuan and Pengguan faults have experienced surface rupture during the latest Pleistocene and at some ocations during the Holocene. The faults are sufficiently long to sustain a strong ground-shaking earthquake, making them potentially serious sources of regional seismic hazard。   7、地震局责任问题   责任问题,我还没找到预报不出来地震局就要负责的规定,也就谈不上什么 失职。   我国是世界上唯一将地震预报纳入政府职能的国家。   正像气象局也不只是做气象预报一样,地震局也不光做地震预报。   正如气象预报不是一个人作出的,地震预报也不是一个人作出的,都是有会 商制度的。   8、有预报总比没预报好   唐山地震后,国内曾做出过多次地震预报,绝大多数是漏报。   6级以下地震不宜预报,这是个统计学结论,理由是虚报造成的损失比地震 实际发生损失大。(邹其嘉)   大地震预报,简单计算一下,我国每年地震损失平均20亿左右(汶川之前的 统计),不算短期的了,就算临震的,预报就定在10天,准确率还按10%算。成 灾次数10次(我国每年6级以上30次左右,成灾10次左右),如果想完全避免, 至少要预报100次(可能不是这个数字,统计学快忘光了)。每次一个省(考虑 到预测范围不能那么精确),全国按20个省算了。这20个省的GDP打个折按10万 亿计算,平均一个省5000亿。发布预报后,一切生产停止,这10天不用干活,损 失GDP简单估计5000亿×10天/360天=138亿,一年预报100次就是1.38万亿。就算 零头,3800亿吧。现在实际平均损失是 20亿,实在是不划算啊。汶川这类地震 就算30年一遇吧(1976-2008),损失10000亿,平均下来一年300亿,还是不划 算。如果预测准确率只有1%的话,真是什么都不用干了。   人命无价问题,如果在社会政策制定中生命是无价的,大家都睡大街上去得 了,房子都没法盖。   9、天灾预测委员会问题   一群搞伪科学的,不说了。   不是论文,资料来源就不写啦。   最后附上一段文字,方舟子好像说过这事,这是从陈运泰院士文章中摘录的。   帕克菲尔德地震。   帕克菲尔德地震的预测也是基于“地震空区”理论。在美国西海岸圣安德列 斯断层靠近帕克菲尔德(在20世纪80年代时是一个居民仅37人的小镇)的一段断层 上,有仪器记录以来发生过3次 M≈6地震,即:1922,1934,1966年帕克菲尔德 地震;而在有仪器记录以前,也发生过3次M≈6地震,即:1857,1881和1901年 帕克菲尔德地震。平均每22年便规则地发生一次帕克菲尔德地震。帕克菲尔德平 均22年便发生一次M≈6地震的规则性以及1934年与1966年的帕克菲尔德地震的前 震活动性图像之问的相似性使得地震学家相信这些帕克菲尔德地震是以大约相同 的滑动量、相隔大约22年在同一段断层的破裂。由“同震位移”与断层滑动速率 的比值求出的地震复发时间也是大约22年(Bakun and McEvilly,1979,1984; Bakun and I.indh,1985)。根据这些资料以及其它有关资料,美国地质调查局 (USGS)在1984年发出正式的地震预报(Shearer,1985),明确指出在圣安德列斯 (San Andreas)断层靠近帕克菲尔德的一段断层上,在(1988±4.3)年(即最晚在 1993年初之前)将发生一次M≈6地震,发震概率约为95%。   到了1993年年底,预报中的帕克菲尔德地震还没有发生。美国地质调查局于 是宣布“关闭”帕克菲尔德地震预报的“窗口”。年复一年,“盼望 ”中的帕 克菲尔德地震一直不来,为此,地震学家对帕克菲尔德地震迟迟未发生提出了许 多解释。例如,一种解释是:1983年发生于加州科林佳 (Coalinga)的地震可能 缓解了帕克菲尔德地区的应力(Simpson et al,1988)。另一种解释是:1906年 旧金山大地震后应力的松弛效应推迟了帕克菲尔德地震的发生(Ben—Zion etal, 1993)。再一种解释是:帕克菲尔德地震序列可能根本就不是特征地震,而是一 种随机发生的事件(Kagan,1997).   到了1993年年底,预报中的帕克菲尔德地震一直没有发生,美国地质调查局 于是宣布“关闭”了这个地震预报的“窗口”。虽然如此,幸运的是,对预报中 的帕克菲尔德地震的监测工作并没有“关闭”,设置在帕克菲尔德地震预测试验 场的台网继续坚持地震前兆的监测工作(Lindh,2003)。 2004年9月28日17时15 分24秒(协调世界时),地震学家在加州中部帕克菲尔德地震试验场守候多年的Mw 6.0地震(震中位置35.815。N,120.374。W ,震源深度7.9 km)终于发生了。 帕克菲尔德地震姗姗来迟,比预测的时间晚了整整11年,但是无论如何还是来了。 虽然在震前未检测到、至今也仍未分析出有地震前兆,但是由多种仪器设备构成 的复杂的前兆台网记录下了有史以来记录最为翔实的一次地震从发震前至发震时 乃至发震后的全过程,取得了地震活动性、地应力、地磁场、地电场、地下水、 地震引起的强烈地面运动等等的完整的记录。这些记录对于了解地震破裂是如何 开始的、如何传播的、又是如何停止的,对于增进对断层、地形变、震源物理过 程、地震预测、预防和减轻地震灾害的认识,提供了很有价值的资料(Bakun et al,2005;Lindh,2005)。   帕克菲尔德地震的预测试验经历了从预测研究(1979~1984)、发布预报 (1985)、全面展开地震监测(1985)、地震迟迟不发生,于是关闭预报“窗口” (1993)直至预报中的地震发生(2004),长达四分之一世纪的漫长历程。从帕克菲 尔德地震试验场的地震预报实践,我们可以看到:   (1)与以前发生的6次帕克菲尔德地震比较,2004年9月28日帕克菲尔德地震 的震级(Mw6.0)与这些帕克菲尔德地震的震级相近;地点一致,破裂也发生在同 一段断层上;此外,这次地震的余震与1934年与1966年帕克菲尔德地震的余震很 相似。所以可以说,帕克菲尔德地震的震级和破裂范围是预报对了。但是发震时 间很明显没有报对,晚了整整11年!这表明,地震学家迄今对于特征地震在一段 断层上重复发生的时间(复发时间)为什么会有这么大的起伏变化仍缺乏认识,特 征地震的中长期预测模型有待改进。   (2)2004年帕克菲尔德地震破裂段的两个端点与以前发生的帕克菲尔德地震 一样;破裂方式也一样,都是从一端起始、然后往另一端扩展的“ 单侧破裂方 式”。但是,与以前发生的帕克菲尔德地震不同,这次地震的破裂不是从北端起 始、然后往南端扩展;正相反,它是从南端起始、然后往北端扩展的。这说明, 地震学家对地震破裂起始与扩展的规律尚缺乏了解,单凭经验是无法正确预测未 来地震的破裂起始点、终止点以及破裂扩展方向的。这是从帕克菲尔德地震预测 试验得到的新的认识。这一新的认识对于地震灾害预测、对防震减灾至关重要! 今后在震害预测中,再不能只根据以往的震例轻易假定未来地震的破裂扩展方向; 要加强对地震破裂起始、终止与扩展规律的研究。   (3)2004年帕克菲尔德地震发生在预先精心设计的密集的地震观测台网与前 兆观测台网内。布设这些台网的目的本来就是为了检测前震及其它各种可能的地 震前兆的。但是从震前直至今天仍未检测到地震前兆。诚然,一方面,仍需进一 步仔细分析记录资料;但是,另一方面,这种情况至少表明帕克菲尔德地震没有 明显的地震前兆。联想到在世界各地,在像美国、日本这样的经济实力雄厚、科 学技术先进的发达国家的地震危险区内,地震观测台网与前兆观测台网密布,地 震区内的地质构造情况一般都认为研究得相当透彻,这些国家的地震学家一直在 努力寻找、检测在中等(Mw 5至Mw 7)与中等以上地震之前可能的地震前兆,特别 是前兆性的应变异常变化。既然迄今未能检测到这种变化,这至少说明可靠的地 震前兆的确是很不容易检测出来的。沿着这一方向继续寻找前兆的努力固然不能 轻言放弃;但是,另辟蹊径、提出新的思路、探索新的方法,却是应当予以提倡 鼓励的。   (4)帕克菲尔德地震预测试验表明“特征地震”的概念对于地震预测可能很 有意义。不过,上面已提到,关于“特征地震”仍有不少争议。同时,我们也不 要忘记,在一个地区成功的经验不一定适用于其它地区,就像1975年我国海城地 震的经验性预报成功的经验不适用于1976年唐山地震一样。所以,在我国,乃至 在像日本、土耳其等地震活跃的国家或地区,选准试验场所,开展并长期坚持像 帕克菲尔德地震预测试验场那样的地震预测试验研究,是非常有必要的。这样做, 可望获得在不同构造环境下断层活动、地形变、地震前兆、地震活动性等等的十 分有价值的资料,从而有助于增进对地震的了解、攻克地震预测难关。 (XYS20090418) ◇◇新语丝(www.xys.org)(xys3.dxiong.com)(www.xysforum.org)(xys2.dropin.org)◇◇