中国地震局地震预测研究所研究员张国民等专家在一篇论文中写道:“我们认识到:过去使用的经验预报途径虽然对打开地震预报局面有过贡献,而且在将来仍然是一条主要的现实途径。但由于对地震孕育的情况不是十分清楚,目前人们还很难分清构造运动、地震孕育和部分干扰所呈现的前兆异常的区别和联系,所以不存在一一对应地震的前兆异常和地震活动性异常。”
他们认为:“目前的经验性预报思路很难使目前的地震预测水平有质的提高。更不可能通过它取得地震预报的全面突破。所以,在提高经验预报水平和能力的同时,要大力推进物理预报的探索,引入新思路、新理论和新观念,发挥经验预报的长处,突破经验预报的局限,迎接挑战。”
新技术的运用与局限
20世纪90年代以来,随着高新技术在地球科学中的应用,特别是空间对地观测技术和数字地震观测技术的发展,人类对现代地壳运动、地球内部结构、地震震源过程、地震前兆图像的观测,在分辨率、覆盖面、动态性等方面都有了飞跃式的发展。
20世纪后期以来,国际上一些以地球科学为主的大型研究计划,其中包括“上地幔计划(UMP)”、“国际地球动力学计划(IGP)”、“国际岩石圈计划”、“深海深钻”、“海洋深钻”和“大陆深钻”计划等。这些重大地球科学计划的实施,为人类探索地球、了解地球提供了大量科学资料,并且在地球内部结构,特别是壳幔结构、岩石圈结构、岩石圈的运动与变形以及岩石圈动力学等研究方面取得了许多重要进展。显然这些进展为地震预报研究提供了重要的科学背景。
在地震学研究方面,继法国的“地球透镜计划(Geoscope)”和日本的“海神计划”之后,美国最近酝酿为期15年的“地球透镜计划(Earthscope)”,更是以发展地震科学、促进地震科学在减轻地震灾害中的应用为目标。
近十年来,美国开展和正在酝酿开展的“洛杉矶地区地震试验((LASE)”、“美国台阵(USArray)项目”、“板块边界观测计划(PBO)”、“圣安德烈斯断层深部观测(SAFOD)”等更是直接围绕着与地震孕育发生相关联的一系列重要的科学问题,包括与地震成因直接联系的深部隐伏断层的探测及其活动性判定、地震复发模型以及通过深钻对圣安德烈斯断层带上大地震震源区结构、物性、变形、应力状态和流体蕴存等的直接探测。
一些国家还开展了地震-卫星技术的研究,应用现有的卫星信息开展了包括GPS、热红外、电离层、重力、电磁波等方面的研究,也初步显示了新技术在地震预报研究中可能的前景。
中国在地震观测基础建设的新技术应用方面也取得了新的重要进展。“九五”期间,中国建立了国家数字地震台网,经过“十五”建设,目前国家数字地震台网在全国设立了152个国家级台站,另有31个区域台站、1000余个子台,还有数个流动台站。
“九五”以来,中国实施了“中国地壳运动观测网络”大型科学工程,建立了GPS观测网络。国家数字地震台网和中国地壳运动观测网络已于2001年正式投入运行。此外,还加强了卫星遥感技术在地震监测中的应用研究,地震前兆台网的建设也有了新的进展。
在最近十几年中,中国地震学界联合有关部门,还开展了一系列重要的研究工作。其中包括岩石圈动力学图集、活动构造图集、东亚地球动力学、华北地区大震震源区细结构探测等项目。这些研究为探索我国大陆地震成因,如地震孕育的构造环境、构造变形、动力学条件、震源细结构和物性条件等提供了许多重要科学资料,为进一步探索震源孕育过程提供了重要条件。
1999年启动、目前正在实施中的国家重点基础研究发展规划项目(973项目)“大陆强震机理与预测”研究,为解决地震科研中的一些重大基础性问题提供了可能。
业界专家表示,尽管经过四十多年的努力,中国地震科技的整体水平有了长足的发展,在地震震例资料和现场预报经验的积累方面具有一定优势,但与美国、日本等先进国家相比,中国在地震观测技术的先进性方面、在地震预报的基础理论研究方面尚有一定的差距。中国当前的地震预报尚处于探索阶段。
世界级难题是否有解
地震专家告诉本刊记者,地震是由岩石圈的岩层突然破裂而释放出的能量引发的,算得上是破坏性最大的突发性自然灾害。从古到今,地震一直威胁着人类生命和财产安全。中国不是世界上地震最多的国家,却是地震灾害最严重的国家。自有地震记录以来,全世界一共发生死亡人口达到20万的4次巨大灾难性的地震中,中国就占了3次(1556年陕西华县8.5级地震死亡80万人,1920年宁夏海源8.6级地震死亡23万人,1976年唐山7.8级地震死亡24万人)。20世纪全球地震造成的人口死亡总数,中国就占了一半。
地震给人类带来了如此巨大的灾难,但由于地震的复杂性和不重复性,对地震的预报被视为世界科学难题,甚至国际上很多科学家悲观地认为这道难题无法求解。那么随着科技的发展,这一科学难题到底有没有答案?地震预测难在何处?