史保平：地震预测和防震的美国经验

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    史保平，中国科学院研究生院地球科学教授；1982年毕业于北京大学，同年考入中国科学院地质与地球物理研究所，获理学硕士学位；1999年美国内华达大学地震实验室获地球物理博士学位；1999-2001年从事地震学方面的博士后研究，师从世界著名地震学家James N. Brune 教授；2001-2005年任职于美国肯塔基大学地质调查所，从事工程地震与地震危险性方面的研究。
 
    四川汶川大地震发生后，史保平教授接受了《科技导报》专访。
 
    科技导报：地震学家Geller于1997年发表了一篇很有影响的论文，提出“地震是不能预报的”。你怎么看待这个观点？
 
    史保平：Geller博士的文章有他的道理。在美国的时候，我的导师Brune博士也认为地震临震预报难度非常大，因为地震断层活动的力学机制目前我们所知甚少。由于地球内部断层的受力状态并不是我们想象的那么简单，加上观测资料非常有限，现今的断层动力学模型、实验室里的物理模拟并不能清楚地解释地震的孕育和发生过程。在我们所用的教科书中，Brune 模型至今仍然应用于对断层运动的描述和对地表运动的预测。
 
    一个地震事件发生以后，断层和断层周围的构造应力场都会发生变化，这种变化都可能是无序的，发生于该地的地震都可能诱发另外一个地方的地震。两个地震发生的位置可能相差几百或几千公里。这样的诱发过程是怎样传递的，目前仍然无法定量地预测。
 
    在中国，有关地震预报的研究已有几十年的时间了，也付出了几代人的努力，但事实证明，短期临震预报还是有相当大的困难。一般说来，中长期预报可以知道特定地震活动带或地震活动区内未来几百或几千年内地震发生的潜在危险性。这种潜在的危险性包括了特定地区的最大地震震级以及相对应的地表运动强度。地震空区理论是中长期预报的基础。
 
    科技导报：你是怎么看待临震预报的？国外有关于临震预报的研究吗？
 
    史保平：陈运泰院士为研究生讲授的《震源物理学》，很大一部分的工作是介绍Brune博士在20世纪60年代至七八十年代所做的工作。这些工作是基于对美国加州每一次不同地震个体的现象的观测所得出的结论。
 
    在美国加州Partkfield长约30 km的断层上，1966年的时候发生了震级为6.0 的地震。地震科学家根据历史地震的研究，包括古地震的研究发现，从没有地震监测仪器的时候开始，在这条断层上平均每隔22年就会发生一次震级为6.0的地震。
 
    当时大家比较高兴，认为地震有可能是可以预报的。所以，美国的科学家想监测下一次的地震是否仍旧符合上述规律，以此来判断地震是否可以预报。于是，就在那个地方布置了很好的台网，在断层两边打出深井，把仪器放在井下用于探测地震来临时断层两边位移的变化。假如以往的规律成立，1966年发生地震以后，在95%概率的基础上，1988-1992年应该出现下一次的地震。
 
    结果20世纪80年代一直没有地震出现，一直等到2002年1月相同震级的地震才发生。虽然这次地震产生的地震波记录跟历史上的地震记录一样，且震级也是6.0，发震断层的位置和长度也一样，这一点美国《科学》杂志上已有文章介绍，说波形等各方面指标和以前是一样的，但是地震发生的时间却比预测的晚了十几年。由此可见，对地震的预测太难了。
 
    临震预测方面，美国也有人一直从事这方面的研究工作。2004年，美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）的一位非常有名的70多岁的俄国籍科学家，通过几十年的研究建立了一个模型，并用他的模型成功验证了无数个已经发生过的地震，时间、空间和震级等参数都能一一对应。于是，在2004年4月份召开的美国地震学会年会上，他用这个模型预测，该年度10月份在南加州某个地方会有地震。很多媒体对他的预测都进行了报道。结果到时候地震并没有发生，一年半载之后别的地方有小震发生，但跟他预测的完全不同。这还是著名的地震学家做出的工作。这位科学家的模型是基于已经发生的地震的参数进行的模拟，但是对未来的地震并不能够进行准确的预测。
 
    地震预报有3个要素：时间、空间、强度。目前中国科学家包括中国地震局的研究人员在内，所做的工作实际上还是很深入的，比如四川汶川、北川在1657年有过地震，龙门山1958年也发生过6.2级地震。整个这条断层是会有地震发生的。中国地震局做的工作也是足够深入的，不过因为地震预报的难度太大，所以只能判断这个地方具有潜在的地震危险，早晚会有地震发生，但是目前的技术还是无法判断地震发生的准确时间和震级。