20世纪70年代，中国的地震预报工作因为得到了广泛宣传而为全世界所注目。特别是1975年2月4日的事件被详细报道之后，1975年2月4日，中国东北辽宁省官方发布了一个紧急警告，他们根据这个地区许多小地震的发生，预测在24小时内要有一次强烈地震发生。那天晚上，海城附近发生了强烈地震，但幸运的是大多数人已经睡在了室外，所以没有受到伤害。
中国人宣称已经准确地预报了几次地震发生的时间：不仅有1975年的海城地震，还有靠近中国—缅甸边境(云南西部)1976年5月29日发生的两次相隔97分钟的6.9级地震。然而，在评价中国地震预报工作的历史时，只有不仅引证其成功，还要引证其失败才算公平。一方面，有些临震预报被证明是虚报，例如，在广东省1976年8月发出了一次地震警报(广东不是地震活跃区)，许多人被说服睡在室外，但是并没有地震发生；另一方面，有的灾害性地震发生时没有提前警告。1976年7月28日，悲剧性地震几乎夷平了位于北京东部150千米有1百万人口的唐山市（图8.2和图8.3）。官方报道，极震区约有24万人死亡，在北京也有大约100人由于有些泥墙和老砖房倒塌而丧生。而且，据估计还有50万人受伤。除了人员伤亡再加上巨大的工业损失，对整个国家来讲，造成严重的经济后果是必然的。唐山地震对一些迷信的中国人还有哲学含义：中国人的传统观点认为自然灾难是来自上天的旨意。
图8.2 1976年唐山地震破坏了的大桥
在日本也有几个世纪的地震统计，自从1962年以来一直在进行以地震预报为目标的大力研究，然而至今仍未取得明显的成功。检验日本地震预报方法的障碍是日本岛近年来没有遭受到破坏性地震的袭击，尽管发生了许多中等地震。
日本已实施了5个地震预报五年计划，并为计划提供了十分充足的资金，数以百计的在大学或政府研究所工作的地震学家、地球物理学家和大地测量家参与该研究并已经取得进步。这个方案的开始是观测潜在震源区的地质特征的短期变化；绘制活断层地质图；用改进了的大地测量设备和潮汐仪连续监测地壳变形；布设了简单地震仪的密集台网以全面了解即使极小地震的空间分布。此外，在部分选定的地震观测台上设置专门仪器，不间断地测量地球磁场的变化和岩石中电流的变化；在地热区取样测量水化学和温度的变化，记录地下水位。最近，科学家们在进行区域地壳形变和地震活动性测量的同时，研究了东京附近历史地震的周期性。结果表明，尽管东京附近地区尚不存在发生1923年关东大地震那样大震的迫在眉睫的危险，但在邻近地区发生破坏性地震的危险不能排除，特别是本州海岸的东海重要工业区，15年来已经观察到了不规则的地质变化。
图8.3 唐山地震中地面巨大变形造成了铁轨的弯曲
在日本的五年计划和类似的观测计划得到执行的同时，棘手的问题也随之而产生了，究竟哪些测量到的变化真正与地震预报相关呢？如果有了关于地震孕育和发生物理变化过程的成熟理论，人们就可以知道地震前应该去测量哪些量，才能寻找到异常。可惜现在所缺乏的正是这种理论，日本以及其他地方的地震预报研究，主要通过发现有待论证的依据而进行的。1982年，日本著名地震学家铃木曾这样评论日本本土以及国外地震预报情况：“地震预报的现状是非常混乱的，到目前为止，报道过的地震前兆真是形形色色，其中一些看来就很奇怪，令人怀疑。很清楚，即使排除这些模棱两可的记录，也仍无法找到一条确定的成功预报地震的道路。”这一公正的评论在10年后的今天依然是正确的。激烈的争论引起了有关什么是世界范围地震预报最佳计划的再思考。一个修改计划提出，应该加强震前短期物理变化过程的基础研究，因为这些物理变化过程正是了解大断层滑动前兆的关键，而前兆现象的产生目前对我们仍是个谜。
尽管我们还没有一个实用的系统阐述的理论能为地震起源提供一个可靠预测的指导，然而一个有关断层起源的弹性回跳理论，为我们提供了粗略预测已知活断层的下一次大破裂时间的依据。实际上，1906年加利福尼亚地震之后，里德运用回跳理论得出，旧金山附近的再一次巨大震动将发生在一个世纪之后。他的论证过程十分简单，通过对旧金山断层在地震发生前50年内的断裂状况的测量，得知50年间断层东、西两侧山顶间相对位移已经达到3.2米（图8.4）。在1906年4月18日地震断层回跳破裂后，最大相对错动距离为6.5米，或者是原来相对位移的2倍。因此，大约100年之后，可产生6米错距的地壳岩石应变才能再次累积起来，形成再一次大地震的条件。这一推论是否可靠有赖于推理中隐含的有关变形的细节的一系列假设是否真正成立，例如，区域应变积累应随时间均匀地增加；1906年大地震本身并没有改变断层的力学性质；中等大小地震不会对积累的应变释放发生重大影响等。
图8.4 1906年地震后测得的圣安德烈斯断层两侧地壳岩石的相对位移
箭头表示1906年地震断层断裂之后，穿过洛杉矶的地壳岩石的相对位移的大小和方向
8.2 前 兆 证 据
本书前面已经讨论了几种比较可靠的临震前兆现象，如通过测地学测量地壳岩石的变形（第4章），以及在一些平时地震发生比较规则的地区，识别出时间和空间上的地震空区（第5章）。
近几年来，地震预测的重点主要集中在对大陆地震活跃区地壳岩石物理参数变化的高精度测量上。人们布设了特殊的精密仪器来观测记录这些参数的长期变化。但是测量点的总数仍是十分有限的，并且测量结果存在相互矛盾的地方。有时，在当地地震之前的确观测到异常情况，但也有时观测到参数变化后却没有发生任何地震。图8.5中列出了5种被认为是最有希望的参量：P波速度、地面升降和倾斜、水井中氡气含量、岩石中的电阻率以及地震发生频度。
图8.5 大震前一些物理参数的可能变化
这些变化可以作为地震前兆，用于地震预报
就像台风前天气产生变化一样，在主要断裂产生之前几小时到几个月，弹性岩石的性质也会发生变化。岩石破坏的实验室研究表明，水饱和岩石在压力之下，它的充满水的细小裂缝以及孔洞会扩散延伸到整个岩石中，使岩石弱化。在野外实际观测中会看到如下情况：大面积的岩石隆起，水溶性气体被析出并经通路达到地表，地震P波和S波速度发生不同的变化，以及水的扩散改变了岩石电阻率等。
如何在地震预报中利用这些参数呢？首先，P波速度所显示的前兆变化是值得特别注意的，利用现代地震仪和精密仪器可以很容易地测得P波和S波走时的1%秒间的变化。这些P波和S波可以是大震震源区内的小震发出的，可以是震源区外的大震发出的，也可以是人工爆炸或机械重锤敲击产生的。这一方案被在许多国家试验，但效果各不相同。例如，在美国，沿圣安德烈斯断层发生的中小地震前测量到的波速变化似乎与地震没什么明显联系。
第二个参数是地面高程的变化，例如在活动断层附近的地面倾斜。在美国观测到的不多几次大区域地面抬升，同样不能证明这种测量方法的可靠有效性。
第三个参数是指沿活动断裂带氡气以及其他一些气体的释放，特别是从深井中的释放。据称在前苏联的一些地区，地震前氡气的浓度会有大幅度的增加，一般在一段平静时段内沿活动断裂带发现多种气体浓度升高，特别是在断层弯曲带或交叉带等构造薄弱部位。实际上，在距震中几千米或几百千米地区的这种构造薄弱部位的地面、空气中、地下水中均观测到了氡气浓度的变化，类似的起伏在震前、震后，甚至某些未发生地震的情况下都观测到过。因为地质环境的复杂，人们很难确定气体浓度的变化是与地震有关还是由于其他自然因素变化而引起的。
第四个参数是地震带内岩石的电阻率，这一参数得到一些研究者的特别注意。对于岩石试件的实验得出，渗水性岩石，例如花岗岩的电阻，在高压碎裂时会产生巨大变化。为验证实验室结果是否能应用于实际，在野外实际断裂带进行了观测。结果发现某些地震前会出现电阻减小的特性，但另一些观测则不然。因此，在这一方法得以应用之前，还需要作进一步的研究。
地震频率的变化是第5个参数，从这一参数比从前4个参数更容易获得较多信息，但最近的研究表明，其效果并非是完全肯定的。概括地说，某一地区正常背景下的地震活动有时会出现一个显著的改变——通常是小震频率的增加，有时，这些微震预示着一系列破坏性地震即将发生。利用这种方法进行预报，意大利地震学家曾获得成功。1976年5月6日意大利北部弗留利威尼斯朱利亚地区的悲剧性地震之后，观测到了许多不同震级的余震。1976年9月初地震学家注意到，这一地区的余震日频率明显增大，因此，专家们警告那些居住在强度不高的房屋中的人们最好睡到其他地方甚至帐篷中。9月15日下午5点15分果真发生了一次6级余震，但只毁坏了一些不坚固的建筑，人员伤亡很少。
8.3 古 地 震 学
目前，上述5个参数尚未成为预报地震的可靠依据，然而还存在另一些更有发展前途的预报方法，有可能成为某些地区长期地震预报的可靠依据。古地震学的最新研究发现了所谓“化石地震”，“化石地震”发生的时空特征提示了未来地震的可能活动情况。这种新方法侧重研究长期地壳形变的地质依据，板块构造的一般理论是这种预报方法的理论基础。
对1906年沿圣安德烈斯断层带的旧金山地震，目击者描述说：“树木突然断裂，连根拔起，60米宽的树林仿佛被整齐地切割过。”在地震的震动中，树木严重倾斜，树枝甚至树干被折断。根据修正的麦卡利地震烈度表估计，表现出轻度树木震动的强度为Ⅴ度，重度震动的强度为Ⅶ度，折断树枝树干的强度为Ⅷ＋度。震动常使树木的树冠受损，因为震动在树木上部会被放大。同样的道理，1985年墨西哥城地震时，许多12层以上高层建筑的高处各层在震动中受损。
提前几天吧
