5月12日汶川8.0級大地震發(fā)生后，一種地震不能預(yù)報(bào)的悲觀情緒再次從學(xué)術(shù)界向公眾蔓延。
難道地震是人類生存在地球上必然付出的代價(jià)？人類100多年來的地震預(yù)報(bào)實(shí)踐注定都是徒勞？地震預(yù)報(bào)的科學(xué)研究究竟碰到了什么難題？
追蹤余震
汶川大地震沒有作出預(yù)報(bào)已經(jīng)成為事實(shí)，主震之后能否捕捉到余震發(fā)生的信息，進(jìn)而作出較準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)成為一切工作的首要之舉。
前線是分秒流失的生命，一腳剛剛踏出地獄之門的幸存者，還有奮戰(zhàn)在廢墟之上的10萬救援大軍，不斷發(fā)生的余震正危及震區(qū)中的每一個(gè)生命。但殘酷的是，即使根據(jù)已經(jīng)發(fā)生的主震的有關(guān)觀測數(shù)據(jù)，對于余震的預(yù)測也似乎是可望而不可及的。
汶川地震后，官方發(fā)布的唯一一次余震預(yù)報(bào)出現(xiàn)在5月19日。四川省地震局發(fā)布的預(yù)報(bào)通告稱，5月19日至20日汶川地震余震區(qū)發(fā)生6～7級余震的可能性較大。這一消息一度讓成都市民人心惶惶。5月19日夜，記者曾在成都市區(qū)看到，街道上擠滿了惶恐不安的人們，但凡頭頂上有片瓦塊磚均唯恐躲之不及，汽車擁塞街道，許多市民拿著臥具帳篷外出尋找可以過夜的空地。
余震沒有如期到來。幽默的四川人不忘調(diào)侃：比地震更可怕的是余震，比余震更可怕的是預(yù)報(bào)余震，比預(yù)報(bào)余震更可怕的是預(yù)報(bào)了余震卻一直不震……
但是不期然間，5月25日青川爆發(fā)6.4級強(qiáng)余震。中國地震臺(tái)網(wǎng)中心地震預(yù)報(bào)部副主任蔣海昆研究員談及此次余震時(shí)說：“沒有辦法直接證明青川6.4級地震就是或者就不是前幾天專家預(yù)測的6～7級余震。”
余震預(yù)報(bào)之難從這樣充滿矛盾的話語中可以略知一二。地震預(yù)報(bào)部門此時(shí)更為妥當(dāng)?shù)淖龇ň褪枪加嗾鸬慕y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，每天動(dòng)態(tài)更新。諸如：截至6月2日11時(shí)，汶川地震余震區(qū)共發(fā)生余震9888次，其中4級以上余震達(dá)192次，5級以上余震達(dá)30次，最大震級為6.4級……
但這種典型的“馬后炮”做法遭致的批評聲從未間斷。
5月27日，相隔不遠(yuǎn)的青川與寧強(qiáng)連續(xù)發(fā)生5.4級、5.7級余震，讓地震學(xué)家“感到困惑”。按照中國地震臺(tái)網(wǎng)中心首席預(yù)報(bào)員孫士鋐的說法，“25日之后，按照衰竭規(guī)律不應(yīng)這么短時(shí)間臨近出現(xiàn)兩次5級以上余震。”
復(fù)雜的地震序列超出了地震學(xué)家的意料，余震的不斷襲擊讓地震監(jiān)測預(yù)報(bào)研究人員有些措手不及。
有關(guān)余震的科學(xué)討論正在激烈進(jìn)行中。中科院院士陳運(yùn)泰5月20日通過反演得到汶川地震斷裂帶上兩個(gè)較大的破裂“虧空”區(qū)，即目前基本上沒有發(fā)生破裂的地方，有可能是發(fā)生7級左右大的余震的地方。但他并沒有給出明確的最大余震發(fā)生的時(shí)間。
“雙震型”是地震專家們談?wù)摰牧硪粋€(gè)關(guān)鍵詞。我國華北和西南的地震，包括1965年東川地震、1966年邢臺(tái)地震、1976年龍陵—潞西地震、1976年松潘—平武地震都是以這種“雙震”的形式出現(xiàn)。“雙震型”地震在未來發(fā)生的地震震級還可能更大，加強(qiáng)對余震的監(jiān)測預(yù)報(bào)變得更為緊迫和重要。
地震學(xué)者們對此爭論不休，有觀點(diǎn)認(rèn)為較大的余震可能沿著龍門山地震帶的北東向發(fā)展，也有觀點(diǎn)認(rèn)為“龍門山地震帶休矣”，地震的能量已經(jīng)幾乎消耗殆盡，對比1976年先后發(fā)生的唐山地震和松潘地震，當(dāng)前或許應(yīng)當(dāng)把注意力放在華北地區(qū)。
或許有人認(rèn)為這種觀點(diǎn)有些“危言聳聽”，但有關(guān)地震，人們能夠說得準(zhǔn)的畢竟少之又少。有關(guān)震源機(jī)制、震源定位雖然已有中國地震局、美國地質(zhì)調(diào)查局等多家解釋，但在學(xué)術(shù)研討中，仍然眾說紛紜、莫衷一是。甚至有關(guān)此次汶川地震斷層的野外調(diào)查，地質(zhì)學(xué)家、地球物理學(xué)家和地震學(xué)家的觀測和認(rèn)識(shí)也不盡相同。
有關(guān)的學(xué)術(shù)研討在繼續(xù)，但中國工程院院士、地球物理學(xué)家趙文津認(rèn)為，“現(xiàn)在的當(dāng)務(wù)之急是要抓住哪些地震前兆觀測的手段是有效的，加強(qiáng)流動(dòng)監(jiān)測和追蹤觀測，捕捉余震發(fā)展的方向。測出來不能只當(dāng)做學(xué)術(shù)性的東西，應(yīng)該趕緊提出來向國家建議應(yīng)對措施。”5月29日，在中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所與中國地震局地殼應(yīng)力研究所聯(lián)合舉辦的地應(yīng)力與地震預(yù)報(bào)研討會(huì)上，他如是表示。
地應(yīng)力監(jiān)測閃現(xiàn)亮光
在5月29日召開的地應(yīng)力與地震預(yù)報(bào)研討會(huì)上，地質(zhì)力學(xué)研究所研究員彭華的報(bào)告在現(xiàn)場引起激烈討論。他展示了設(shè)立在甘肅山丹酒泉的地應(yīng)力監(jiān)測站所獲得的汶川8.0級地震引起的地應(yīng)力波動(dòng)過程。
自2007年10月，這個(gè)地應(yīng)力監(jiān)測站一直穩(wěn)定、持續(xù)地向北京終端數(shù)據(jù)中心自動(dòng)傳輸?shù)貞?yīng)力、大氣壓力、溫度、空隙壓力等地球物理參數(shù)。在5月9日至10日之前，監(jiān)測站監(jiān)測到的體應(yīng)變曲線為正常的固體潮曲線，5月11日，在汶川大地震發(fā)生前一天，出現(xiàn)多次異常的應(yīng)變突跳。
5月12日上午6時(shí)20分～7時(shí)40分，體應(yīng)變曲線突變異常，13時(shí)58分出現(xiàn)臨震異常，14時(shí)33分又出現(xiàn)強(qiáng)烈的地震應(yīng)變波動(dòng)，從165萬個(gè)應(yīng)變單位附近的固體潮曲線突然大幅負(fù)拉伸至51萬個(gè)應(yīng)變單位，瞬間又拉升至近最大正應(yīng)變約167萬個(gè)應(yīng)變單位，曲線圖上這一突跳顯得截然與劇烈。此后經(jīng)過四五個(gè)小時(shí)，曲線才趨于恢復(fù)正常。
此后，5月12日19時(shí)10分發(fā)生在汶川縣的6.0級余震，5月13日4時(shí)8分發(fā)生的什邡縣的5.7級余震，15時(shí)7分發(fā)生在汶川縣的6.1級余震，5月14日10時(shí)54分發(fā)生在汶川的5.6級余震等，幾乎每一次余震都能夠在山丹地應(yīng)力監(jiān)測站觀測到余震引起的體應(yīng)變突變現(xiàn)象，而且震前可以觀測到負(fù)跳和正應(yīng)變階。
這些觀測到的異常究竟算不算地震前兆，在研討會(huì)上彭華未予置評，他表示只是把相關(guān)的事實(shí)擺出來供大家研討。
據(jù)記者了解，彭華提到的甘肅山丹酒泉地應(yīng)力監(jiān)測站本來是為監(jiān)測西氣東輸管線沿線可能發(fā)生的新構(gòu)造活動(dòng)和地質(zhì)災(zāi)害而設(shè)，但未曾料想這次在距離汶川地震震中844公里的地方獲得如此清晰的應(yīng)變異常曲線。經(jīng)過檢查歷史記錄，彭華還發(fā)現(xiàn)2008年3月21日在新疆于田發(fā)生的7.3級地震前亦有相似的應(yīng)變異常出現(xiàn)。
無獨(dú)有偶，在距離此次震中140公里左右的四川姑咱，一臺(tái)四分量鉆孔應(yīng)變儀也觀測到震前應(yīng)變異常。這是全國80個(gè)臺(tái)站中距離汶川震中最近的臺(tái)站。業(yè)內(nèi)人士稱，鉆孔應(yīng)變儀監(jiān)測手段在2003年美國啟動(dòng)的板塊邊界監(jiān)測（PBO）計(jì)劃中受到重視，隨后在2004～2007年間，中國數(shù)字地震網(wǎng)絡(luò)工程也著手布設(shè)了80套鉆孔應(yīng)變儀，其中體積應(yīng)變儀、分量應(yīng)變儀各40套，具有高精度、高穩(wěn)定性和先進(jìn)技術(shù)指標(biāo)的特點(diǎn)。酒泉地應(yīng)力監(jiān)測站與此類監(jiān)測手段類似。
四川姑咱地震臺(tái)位于南北地震帶上，比美國PBO計(jì)劃中使用的三分量鉆孔應(yīng)變儀相比多一路應(yīng)變傳感器，可對比四路測量數(shù)據(jù)是否真實(shí)反映地層應(yīng)變進(jìn)行自檢。2006年11月，儀器安裝穩(wěn)定后開始正常的監(jiān)測工作。
2008年5月17日，中國地震學(xué)會(huì)地震監(jiān)測技術(shù)專業(yè)委員會(huì)委員、河南省鶴壁市地震局前局長池順良在中國地球物理學(xué)會(huì)地球物理技術(shù)委員會(huì)學(xué)術(shù)會(huì)議上報(bào)告了觀測到的應(yīng)變異常：
姑咱臺(tái)的儀器是2006年10月28日安裝的。儀器安裝后穩(wěn)定得較快，數(shù)天后就有清晰的固體潮顯示，表明儀器傳感探頭與巖石地層已連成一體，同時(shí)表明安裝儀器的巖層與深部地層也有良好的連接。記錄數(shù)據(jù)能反映地層的真實(shí)應(yīng)變變化。但從2007年4月中旬后，固體潮記錄曲線上開始出現(xiàn)“壓性脈沖”和固體潮形態(tài)畸變。由于“潮汐畸變”和“壓性脈沖”在（1+3）和（2+4）體應(yīng)變上同步出現(xiàn)，相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.996，可以判定是地層真實(shí)的應(yīng)變變化。姑咱臺(tái)的“潮汐畸變”和“壓性脈沖”應(yīng)變異常從2007年4月中旬后持續(xù)不斷，僅在10月份短暫消失了幾天，一直持續(xù)到汶川8級地震發(fā)生，異常持續(xù)時(shí)間長達(dá)一年零一個(gè)月。
在這一年零一個(gè)月的時(shí)間里，姑咱臺(tái)的記錄經(jīng)歷過一段特殊的時(shí)期。2008年2月17日，在姑咱南60公里的海螺溝發(fā)生4.0級地震。2月27日，在姑咱臺(tái)西面20公里發(fā)生4.7級地震。離臺(tái)站這么近的地震是極難遇到的，監(jiān)測臺(tái)站的工作人員聽到了“極恐怖”的地聲，康定縣城因地震造成通訊中斷和大面積停電，成都、眉山等地均有震感。在隨后的3月份，瀘定康定也相繼發(fā)生2～3級地震多次。就在這段時(shí)間里，姑咱臺(tái)的壓性脈沖異常特別頻繁和越來越大。3月16日，池順良等驅(qū)車趕抵姑咱現(xiàn)場檢查儀器后確認(rèn)儀器工作正常，從資料上看，當(dāng)時(shí)分析應(yīng)該還有地震，但地震分布較散，當(dāng)時(shí)無法判斷活動(dòng)中心。隨后，他立即回成都，與四川省地震局商議盡快安裝第二套儀器并選擇安裝點(diǎn)位。汶川地震發(fā)生后，池順良回過頭分析，瀘定、姑咱和汶川分布于一條直線上，加上4月5日前后江油密集發(fā)生的8次小震，估計(jì)這些是汶川地震的前震活動(dòng)。
記者在采訪中了解到，彭華的監(jiān)測臺(tái)站由于沒有計(jì)入“體制內(nèi)”，因此管理靈活，可以自行決定采取每4秒鐘取一個(gè)樣的高采樣率，因而能夠觀測到更精確的異?，F(xiàn)象，而目前地震局系統(tǒng)的80臺(tái)鉆孔應(yīng)變儀的采樣率為1分鐘一個(gè)樣。不過據(jù)專家評價(jià)，彭華所監(jiān)測到的應(yīng)變異常是“很可貴的線索”，但由于只是一個(gè)臺(tái)站的觀測數(shù)據(jù)，還需要作進(jìn)一步的對比和求證。
而姑咱臺(tái)監(jiān)測到的應(yīng)變異常也需要進(jìn)一步開展工作。在2007年7月提交給有關(guān)部門的報(bào)告中，池順良建議，為追蹤地震的孕育和發(fā)展，在已記錄到應(yīng)變異?；顒?dòng)的臺(tái)站附近，選擇合適的點(diǎn)位，盡快安裝第二、第三、第四套儀器，形成“網(wǎng)絡(luò)”或“臺(tái)陣”，配合各種觀測手段逼近合圍孕震活動(dòng)，就有可能追蹤并捕捉到“破壞性強(qiáng)地震”這個(gè)惡魔。
顯然，這一類的應(yīng)變異常在解釋此次汶川地震的能力方面依然有所欠缺，但應(yīng)該看到，正是由于沒能及早布局形成監(jiān)測網(wǎng)陣才留下遺憾。目前，全國僅有的80臺(tái)鉆孔應(yīng)變儀不足以捕捉此次汶川地震的前兆。實(shí)際上，這類前兆監(jiān)測手段最早是從李四光的應(yīng)力監(jiān)測思想中演變而來的，已經(jīng)開發(fā)出來20年，技術(shù)十分成熟，而且在國際上占有領(lǐng)先地位。
前兆謎局
汶川地震發(fā)生后，有關(guān)地震發(fā)生前兆的討論不絕于耳。
地震局官員在接受媒體訪談時(shí)曾明確表示，“通過對地震記錄的研究表明，汶川地震確實(shí)在震前沒有異常前兆。”
汶川地震發(fā)生前，媒體上曾有數(shù)萬只蟾蜍遷移的報(bào)道。記者在都江堰市采訪時(shí)了解到，當(dāng)?shù)鼐用裨?月12日震前一天夜里發(fā)現(xiàn)不少蛇出現(xiàn)在市區(qū)馬路上，而江油地區(qū)4月5日至6日在11個(gè)小時(shí)里發(fā)生8次密集小震。類似的報(bào)道還有很多，這些到底算不算“地震前兆”呢？
地震專家的回答往往基于這樣的邏輯，“它一定是必震的前兆指標(biāo)嗎？”
或許沒人能給出肯定的回答。但網(wǎng)絡(luò)上也不斷有人追問：這樣貌似建立在“理性”基礎(chǔ)上的邏輯是否就天然成立呢？事實(shí)上，在地震預(yù)報(bào)會(huì)商意見中常見的措詞往往是面目模糊的——“有發(fā)生幾級以上地震的可能，但是也不排除不發(fā)生的可能”。
類似的追問還包括：即使建立在專家理性基礎(chǔ)上給出的結(jié)論尚且如此脆弱，那又有什么道理輕易否定這類異常的合理性？
有關(guān)專家認(rèn)為，問題的關(guān)鍵在于給出否定意見的同時(shí)，對這些異常是否有過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究，以及是否可以結(jié)合社會(huì)對地震預(yù)報(bào)的迫切要求，恰當(dāng)?shù)靥剿鬟呇芯窟咁A(yù)報(bào)的路子。
1975年發(fā)生的海城地震是人類唯一一次成功預(yù)報(bào)的7級以上地震，美國地震學(xué)家瓊斯認(rèn)為，海城的預(yù)測成功尚不足以成為構(gòu)建完整預(yù)測理論體系的充分依據(jù)。《美國地震協(xié)會(huì)公告》曾評價(jià)說，“海城地震的預(yù)測，是結(jié)合了經(jīng)驗(yàn)主義分析、直覺判斷和好運(yùn)氣，這是預(yù)測地震的一次嘗試。”
這或許是讓不少中國學(xué)者感到沮喪的評價(jià)。池順良在接受記者采訪時(shí)也曾表示，中國曾投入了很大的人力，也報(bào)了很多前兆，有些前兆是確鑿的，如海城地震前遼寧金縣的水準(zhǔn)異常；但更多的前兆因?yàn)槲覀兊目茖W(xué)研究不夠嚴(yán)謹(jǐn)，國外承認(rèn)的很少。
而國外的這種評價(jià)，也讓不少國內(nèi)學(xué)者唯恐“不科學(xué)”而慎言“前兆”。池順良在自己設(shè)計(jì)的鉆孔應(yīng)變儀中也特地比美國人多增加了一路應(yīng)變傳感器，用于更加嚴(yán)格的自檢，目的就是要把監(jiān)測到的“每一個(gè)異常落實(shí)下來，爭取把機(jī)制搞清楚”。
經(jīng)驗(yàn)主義常常是主張“理性”的科學(xué)家們忌諱的詞匯，在研究前兆的地震學(xué)家看來尤其如此。但是對待“經(jīng)驗(yàn)”的態(tài)度更能檢驗(yàn)科學(xué)家的“理性精神”，藉此精神，籠罩在地震預(yù)報(bào)之上的“前兆謎局”或可期待能有廓清之日。
