為什么面對地震，人類總是束手無策？8月3日16:30，云南昭通市魯甸縣龍頭山鎮(zhèn)發(fā)生6.5級地震，截至目前，地震遇難人數達391人。為什么近年來大地震似乎頻繁爆發(fā)，而我們面對地震又幾乎總是束手無策呢？科學大眾雜志不久前刊發(fā)的采訪中國科學院院士、著名地球物理學家滕吉文的這篇報道，或許能讓我們從更客觀、更深入的角度來認識地震。Q:為什么最近10年， 平靜的地球總是大發(fā)脾氣，強地震頻發(fā)？自進入21世紀以來，即近10年的時間，在全球范圍內強烈地震頻頻發(fā)生，特別是環(huán)太平洋地震帶和地中海喜馬拉雅南亞地震帶，7級以上強震頻繁發(fā)生：2010年1月13日， 海地7.3級地震; 2010年2月27日，智利8.8級地震;2011年3月11日，日本本州島附近海域9.0級特大地震特別是2004年蘇門答臘9.3級特大地震的發(fā)生，打破了全球范圍內近50年來未發(fā)生過8.5級大地震的異常平靜。2000年以來，全球大地震更加頻繁了，共發(fā)生6次8.0級以上地震這標志著全球范圍內已進入強烈地震活躍期。從目前的規(guī)律看，全球每年發(fā)生大概5萬次左右的大小地震。平均起來，7級以上1020次、8級以上12次。地球似乎由之前的“靜音”狀態(tài)調成了“振動”狀態(tài)，頻發(fā)地震，主要是因為地球始終處于一個不斷運動的狀態(tài)中，地球內部在不停頓地進行著物質與能量的交換而造成的。在地球物理研究中，有著名的三大學說（理論），即發(fā)軔于奧地利學者魏格納的大陸漂移學說、日本學者提出的海底擴張理論，以及以這兩者為基礎的板塊構造假說。根據大陸漂移學說，大陸一直是在漂移，始終處于一個“悲歡離合”的過程。非洲、南美洲、南極洲、澳大利亞最初也是在一起，只不過是經過2.5億年的海陸變遷之后，才形成了現在這個狀態(tài)。有人提出，再過2.5億年，地球會是什么樣子？根據大陸漂移學說，2.5億年后，南京或許已不在現在所處的位置了，坐標系會完全改變了。和大陸一樣，海底也并不是一直穩(wěn)定的，它也在不斷地擴張。根據板塊構造假說，大陸和海洋分為很多塊體，而且塊體在不斷運動的過程中，會發(fā)生碰撞。日本發(fā)生9.0級大地震，就是由于兩大板塊錯動產生的。此次地震是日本地震記錄史上震級最高的一次，為在板塊交界處發(fā)生的逆斷層型地震。太平洋板塊在日本海溝俯沖入日本下方，并向西侵入歐亞板塊。太平洋板塊每年相對于北美板塊向西運動數厘米，正是運動過程中的能量釋放導致此次大地震。震源與震中我們在地表所見到的眾多景觀和現象,如高山、深谷、河流、湖泊、海洋和那壯觀的海陸變遷，以及各種地質現象和地球物理場表征。這一系列異常現象展布和其形成與運動的軌跡，都是地球內部物質交換、能量交換及其物理-力學-化學作用的深層過程與動力學回應的產物。Q:為什么面對地震，人類總是束手無策，很難預測地震的發(fā)生？地震預測是一個世界級難題，當今仍有兩種截然不同的觀點：可預測和不可預測。在這個問題上，美國人分兩派，中國人也存在兩派。地震之所以很難預測，其難點主要在以下幾個方面：首先是入地難。對人類來講，上天、入地、下海，這是人類向地球和宇宙挑戰(zhàn)的三大壯舉。目前我們已經實現了上天、下海，其實上天、下海很不容易，可是入地更為艱難。兩彈一星元勛、中國科學院地球物理研究所首任所長趙九章先生曾引用白居易長恨歌中兩句詩來形容地球物理學:“上窮碧落下黃泉，兩處茫茫皆不見”。意思是說，我們研究的東西（地球內部）都看不見，只能靠地表觀測以及數據的反演，去了解地球內部的物質組成和結構，以及物質能量的交換與變遷。因為地震震源發(fā)生在地下很深的地方，在中國主要是淺源地震，僅30千米左右。而在我國西部的某些地區(qū)以及青藏高原東部有中源地震，震源約在200 300千米左右的深度。只有東北邊的綏芬河有深源地震，震源達到600千米左右，其他地方都基本都是淺源地震。可即使是10千米、20千米的淺源地震，我們也無法鉆到地下10千米的地方，看看它到底是怎么回事，所以入地很難。第二是大地震的非頻發(fā)性。從事地震的人都希望發(fā)生大地震的樣本多一些，好從中總結規(guī)律，摸清其中的機理。可又不希望發(fā)生地震，正如1835年3月，進化論的開創(chuàng)者達爾文在剛剛發(fā)生過強烈地震的智利康塞普西翁市，面對一片廢墟感慨道：“通常幾萬年的變遷，但在這里只用一分鐘就毀滅了。”再說地震的震級大小也不是人類可控制的，因此很矛盾。第三是震源機制的復雜性。比如日本這次地震，主要是由于兩大板塊上下碰撞造成的。但各地震的機理不一樣，盡管地震預測目前已有一些理論模型，但是和實際還有很大差距。這些都是橫亙在地震科學工作者面前的重重險阻，使得地震預報充滿艱難性。而全球范圍內地震趨勢，特別是在東南亞及周邊地域是強烈地震相對集中地區(qū)，地震的發(fā)生是值得關注的。Q:迄今為止，歷史上有沒有成功預測地震發(fā)生的實例？有，這里我們舉兩個地震預測的例子，首先是我國的遼寧海城地震。1975年2月4日19時36分，遼寧海城發(fā)生7.3級地震。這次地震發(fā)生之前，離海城120米左右的地震臺，記錄到幾個很小的地震，過了幾天記錄到了幾十個小地震，又過了幾天，記錄到了幾百個小地震，又過了一段時間，在地震分布圖上已經數不清到底發(fā)生了多少次地震。在此情況下，遼寧省地震局向省委報告，由省委發(fā)出警報海城即將發(fā)生地震。據估計，這次成功的預報至少減少了10萬人的傷亡。這是人類歷史上第一次做出的具有減災實效的成功預報，也是全球預報強地震最成功的一次，更是第一次，得到了世界的公認。美國帕克菲爾德地震也是歷史上預測成功的一次地震。帕克菲爾德處于美國西海岸圣安德列斯斷層附近，這個小鎮(zhèn)很小，只有37個人，在有儀器記錄以前，也發(fā)生過3次6級以上的地震，即1857年、1881年和1901年帕克菲爾德地震。而有儀器記錄以來，也發(fā)生過3次6級以上的地震，即1922年、1934年和1966年帕克菲爾德地震，平均每22年便有規(guī)律地發(fā)生一次帕克菲爾德地震。美國地質調查局在此建立了地震預測試驗場，匯集了大量的專家，并在靠近所預測的帕克菲爾德地震未來震中的地方，使用大地測量方法、應變儀、傾斜儀等前兆儀器，做長期、連續(xù)、精確的地殼應變測量，希望能記錄下任何可能的前兆性滑移的應變資料以驗證理論。地震波多方觀測之后，他們預報在1988年到1993年間會發(fā)生一次6級左右的地震，事實上這幾年中一直沒有地震過，直到2004年才發(fā)生了一次地震，但科學家們考慮到預報地震的位置是對的，與之前發(fā)生的6次地震相比，地點一致，破裂也發(fā)生在同一斷層上，震級也是對的，所以這次預報也算成功。大家想想，晚了這么多年的地震預報還算是成功，說明地震預報實在是太難了。Q:既然地震這么難預測，那以后漫漫長路，地震研究者將如何進一步提高地震預測的精準度呢？作為地球內部爆發(fā)的災害之一，地震帶給人們的猝不及防和觸目驚心的破壞和劇痛。但地震在給人類帶來災難的同時，卻像一盞明燈，照亮人類無法進入的地球內部。地震發(fā)生時，首先出現的是上下震動的P波，震動幅度比較小，過一會兒后，水平運動的S波就到了，才會造成較大的破壞。如果能夠實現利用P波和S波出現的時差來進行地震預警，這其中最短也有10秒左右，最長不超過1分鐘，對于大地震來說，即便是小于1分鐘的時間差也能減少不少損失。因此，目前國家地震局正計劃在全國再增加3 000個地震臺（網），保證全國每個縣城至少有一個臺（網），一旦遇到突發(fā)狀況，哪怕只是局部地區(qū)發(fā)出預警，也可以減少很大的損失。目前日本和美國也都在從事這方面的研究。通過觀測地震波，就可以確定地球內部的結構。通過對地震波的研究，人類在不久的將來有望實現地震預警，為地震避難，找到1分鐘的提前逃生時間。除了地震預警，科學家們還在從事地震預測方面的研究。當前，美國已在圣安德烈斯斷層地區(qū)，日本在東京地區(qū)進行深井觀測，期望能早期獲得地下微小破裂的響應，以實現地震預報，而中國科學家也在相關方面進行努力研究。盡管地震預測的難度很大，特別是短期和臨震的預測遠沒有過關，但我不認為“地震是不可預測的”。我們必須刻苦奮進，把握地震預報的切入點：越過地平線，不停息地去“撫摸”強烈地震發(fā)生與發(fā)展的“脈搏”。也就是說，在地震發(fā)生的地方，首先要看看深部介質的組成是什么、性質是什么、結構是什么，從而推測發(fā)生地震的時間。地震科學工作者從來都未曾忘記過這是自己的天職。愛因斯坦曾說過：“世界的永恒的奧秘就在于它的可理解性。”地震預測亦是如此。（本文來自科學大眾記者白玉磊、陸艷對中國科學院院士、著名地球物理學家滕吉文的采訪，原文刊發(fā)于科學大眾雜志）人物簡介：藤吉文院士滕吉文，著名地球物理學家、中國科學院院士、中國科學院地質與地球物理研究所研究員、研究生院教授、吉林大學教授、中國科學院研究生院教授。長期從事地球物理學研究，特別在地球深部物理與地球動力學研究中有較深造詣。先后主持過和正在主持國家、中國科學院、國家自然科學基金委等多項重大和重點研究項目與國際合作項目。曾多次獲得國家自然科學和中國科學院自然科學、重大成果與科技進步一等獎、特等獎、攻關獎。世界歷史上典型大地震的回顧：1906年4月18日，美國舊金山8.3級大地震；1920