地震可以預測嗎？

11-15

看到國內很多民間預測者做了一些努力，想要問的是，國家有沒有能力預測，國外在這方面的發展又如何？有多少成功預測的案例？

九寨溝地震過去有3天了，新聞報道截止8月11日21時，地震共造成24人死亡、493人受傷（重傷45人），希望這些數字不要再漲了。這幾天一直密切關注一線報道，看到九寨溝山河改觀，昔日風光不再心情很是沉重。

發生地震時我正在成都街頭疾行回家，因為本身在動，所以沒有明顯震感，後來打開手機才發現朋友圈被這次地震刷屏了。第一反應就是，地質災害高發再加上人口密度那麼大的九寨溝肯定要死傷無數了，但是沒想到事實情況要好一點。事故大多發生在沿途的路上，大巴被巨石砸中，汽車被滑坡掩埋等等。作為一個去過九寨溝兩次的人，走在那巨石嶙峋高懸頭頂的盤山公路上，每一次都膽戰心驚。其實死傷相對較少是有一定客觀原因的，2008年汶川地震之後，四川特別是阿壩州大面積的翻修加固了住宅，抗震能力顯著提高，沒有出現建築大面積垮塌大致大量人員傷亡的情況。

近日，中國地震局現場工作隊在九寨溝震區開展了大規模實地調查。結合地震台網觀測數據等信息，地震專家指出，地震導致九寨溝縣漳扎鎮等17個鄉鎮受到不同程度破壞影響，少量房屋倒塌或嚴重損毀，部分房屋中度或輕度受損，大多數房屋完好。

根據中國地震動參數區劃圖，九寨溝縣及附近區域設防烈度為八度，震區房屋建築抗震設防水平較高，抗震性能總體較好，特別是經過汶川地震恢復重建後的新建建築達到了抗震設防要求，經受住了此次地震的考驗。

據了解，四川省地震、住建等有關部門近年來加強了農村民居抗震設防管理和指導。九寨溝景區及城鎮建築物多採用了框架結構，鄉村傳統民居多採用穿斗木結構，抗震性能較強，房屋倒塌和嚴重損毀的比例很低。

這說明只要建築質量合格了，達到了抗震設防標準，很大程度上就避免了人員傷亡。

個人觀點：把錢拿去加固建築比拿去做地震預測研究見效更快，效果更好也更明顯。

——————————————————

地震預測歷來都是一個具有爭議性的話題，這篇回答中的原理示意是為了讓大家更了解地震的形成機制以及由此進行的地震分類。

對於一些觀點的陳述，其實帶有一些主觀成分，希望大家閱讀的時候以辯證批判的思維來審視，做一個主動的思考者。

我最近在讀一本關於地震預測方面的書《測不可測——大起大落的地震預測研究》，作者是美國的蘇珊·霍夫，這本書的定位是面向完全沒有地震學基礎的讀者的科普讀物，個人覺得寫的很好，推薦給大家，但是想看懂還是要求有基本的物理嘗試和一定的耐心，更重要的是邊讀便查查資料，動動腦子，那樣最好了。等我消化好了，再將其中的重要觀點傳達給大家。

目前譯本我只找到梁春濤教授的，其筆力從目錄就可見一斑了。

———————以下是原答案—————

張衡大家都不陌生，早在早在東漢時期就發明了人類第一台地動儀。

但是原理上，這台地動儀其實是一個檢波器，是用來粗略判斷震源方位的，不能用來預測地震。

本人地球物理專業出身，對於天然地震學還是有一些了解，嘗試著回答一下這個問題吧。

地震能否預測？先不慌說結論，我們來科普一下。

眾所周知，地震之後往往會有餘震，餘震的震級通常小於主震。這種先主震後餘震的地震在專業上被歸類為「主震-餘震型」地震。汶川地震、蘆山地震都屬於這個類型。

（圖源自網路，侵刪）

事實上，板塊之間相對運動十分複雜，地震的發生機制也充滿複合因素。與「主震-餘震型」地震相對應的還有另外兩種類型的地震：「震群型」地震和「前震-主震型」地震。

為了便於理解，我打個比方。

地面上有一個很重箱子，你使勁推，你的力氣有限，累了就鬆手。在發力的時候你需要抗衡的就是地面對箱子的摩擦力。隨著你力氣逐漸加大，終有一刻箱子會被推動，你的力氣戰勝了摩擦力。但是你無法預測箱子會在什麼時候被推動，也不知道你累趴之前箱子會滑動多遠。

根據推力與摩擦力（包括靜摩擦力和滑動摩擦力）的幾種可能，箱子的運動也會有不同狀態：

1.靜摩擦力很大，滑動摩擦力相對較小，推力要超過靜摩擦力才能推動箱子（比如說一個爆發力），其後推力與滑動摩擦力角力，就不需要再使很大力氣就能維持箱子的滑動。

2.靜摩擦力與滑動摩擦力差不多，於是發力時不需要很大的爆發力即可推動箱子，但是維持箱子運動仍需要一定的力。

3.考慮一種特殊情況，如果地面摩擦力分布不均勻（比如從濕滑的地面過渡到乾燥地面），那麼一開始推動箱子就很容易，但是推著推著就越來越吃力，直到有一刻箱子停下來了，你要短暫的重新蓄力才能再次推動，但是推不多遠你就精疲力竭了。

這個推箱子的模型和地震有著一定的類比性。推力即為板塊間的應力（這個力一般由地幔熱對流提供），相對滑動即為地震的發生。

↑地震的彈性回跳理論示意圖

板塊之間相互作用蓄能（能量來源於地幔熱對流），達到板塊之間靜摩擦力極限就會相對運動發生地震。關於應力與靜摩擦力的關係，完全可以套用上述三種情況。相應的對應著三種地震類型：情況1對應「主震-餘震型」，情況2對應「震群型」，情況3對應「前震-主震型」。

「主震-餘震型」地震的典型代表就是汶川大地震：一個8.0級大震打頭，後面是一連串的餘震，直到板塊間彈性勢能耗盡。「震群型」地震，顧名思義，就是震級相當的一系列地震平穩出現。「前震-主震型」地震就是一系列小震在前，隨後一個大震在後，釋放相當大的能量，其典型代表就是著名的海城地震。

現在不難發現，其實有一類型的地震的主震是可以預測的。那就是「前震-主震型」地震。注意，我說的是預測主震！主震就是釋放了總能量90%以上的一次地震。

↑海城地震發生前在一座電影院門口貼著的公告

海城地震之所以能夠被成功預測就是基於這個規律。小震釋放的能量不足以造成大的破壞，但是小震標誌了大震的爆發，同時對於地質觀測來說是一種很好的預警。但是海城地震案例特殊，運氣成分比較多，後面在作討論。

針對「前震-主震型」地震，預測原理上是有可能的，但是話又說回來，怎麼根據一系列的所謂「前震」來區分之後會不會發生大震級的主震呢？把地震按震級-次序劃分為三種類型，都是在一系列地震震完了之後再下結論的，地震之前，地震時都不能輕易下結論。

參見之前的三種假設情況：3對應於一種特殊情況，即「地面摩擦力分布不均勻」，這意味著板塊的物理化學性質在發生小震之後就變了，所以以上列舉的那些指標才發揮了指示性作用。

原來，「前震-主震型」地震通常伴隨很多地質物理化學指標的突然變化（這並不否定其他類型的地震就沒有），諸如地溫變化、井水水位、地下水氡含量、次聲頻譜變化等等，這些指標的陡變通常在小震過後不久。小震在一定尺度上改變了地下結構，促使了流體的遷移，溶質的析出，晶體的相變等等，觸發了一系列可以被精密儀器捕捉的小變化，這些變化也是地震預測中研究的熱門。

然而，這些指標的變化都是被動因素，都是因為已經地震了所以才會改變，並不伴隨每一次地震都出現。換言之，這些現象都是地震結果，也都是概率事件，需要大量的統計分析才能得出結論。比如說某次地震之前沒有小震，啥指標都是正常，突然一個大震來臨，那就不好說了。又比如說，一群小震讓各個指標都顯得極度異常，結果地層能量就此和平釋放，大震並沒有如期而至。

據我所知，目前在從事地震預測方面的研究中，被寄予希望最大的還是氣體、流體作用和地震電磁信號方面，但是直到今天，研究結果還是不夠可觀。

嚴格來說，地震預測包含三個指標，業內俗稱「時空強」，即發震時間，發震空間（地點），震級（地震烈度、強度）。而按照預告提前時間又可以分為長期、中期、短期和臨震預報。這個難度可想而知。但是目前的科學研究連板塊運動模型都建立不了，那些僅依靠歷史數據、按照條件概率瞎猜的，都是耍流氓。

負責任的說，目前人類無法100%預測地震。但是有一點跟地震預測沾邊的，人類是可以做到的，而且可以做得更好，那就是臨震預警。

臨震預警就是在地震發生之後，在地震波還未到達另一個地區時，告知當地人地震發生了，大概還有多久到達，做好準備。一般來說，從臨震預警發出信息到地震波到達的時間間隔為幾秒到幾十秒，距離震源越近，時間間隔越短。比方說A地發生地震了，A地損失慘重，但是臨震預警通知了幾十千米之外的B地，於是B成功地避免了一些損失。地預警的有效性主要取決於信息響應速度，比如電視台發布信息的速度、大型的公共場所發布信息的速度。

短短不到一分鐘的響應時間，對於重要的工業設施是最寶貴的，比如說緊急關閉核反應堆，比如說緊急關閉化工反應爐等等。對於人群來說，疏散是來不及的，這時就要匍匐，尋求庇護，遠離易碎物等等。

嚴格意義上來說，臨震預警不算地震預報，因為預警發出時，地震已經發生了，只是地震波傳播需要時間，而信息傳播，無線電傳播快人一步。目前人類無法發布100％準確的地震預報。就和天氣預報有時不準是一個道理，地震預測面臨的終究是概率事件，不可能100%準確，畢竟人類掌握的地震方面的「先驗性條件」太少了。