唐山大地震餘震持續44年丨預警≠預測，人類能否預測地震？_風聞

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據中國地震台網速報，7月12日06時38分，在河北省唐山市古冶區（北緯39.78度，東經118.44度）發生5.1級地震，震源深度10千米。北京、天津、遼寧等地均有震感。

北京市地震局稱：該地震發生在1976年唐山7.8級地震餘震區內。唐山地震餘震區的地震活動非常豐富，呈起伏衰減狀態，至今仍有4、5左右地震的發生。

近5年來，震中周邊200公里內已發生3級以上地震17次，最大地震是本次地震。

7月12日，河北省唐山市古冶區城區

地震發生後不久。有網友表示，在此次地震發生前，電視裏彈出了預警信息。根據網友拍攝的電視畫面，該預警落款為“成都高新減災研究所大陸地震預警中心”。

隨後，成都高新減災研究所在微博上認領該信息，並稱該所與應急管理部門聯合建成的大陸地震預警網成功預警了這次地震。

令人驚訝的是，距離1976年唐山7.8級大地震已經過去了44年，為何還會有餘震發生？

中國地質大學副教授劉志坤説，許多人會認為44年是一段很長的時間，但在地震科學研究中，不能以個人的生活經驗作為時間尺度進行衡量。

“地震發生在斷層上，斷層錯動的重複週期可能是幾百年甚至幾千年，所以餘震持續40餘年不足為奇。同時，由於唐山地震是板內地震，相對於發生在板塊邊界的地震，板內地震斷層癒合速度較慢，這也會影響到餘震的持續時間。”

對於地質學來説，40年只是短短的一瞬間；而對於一個人來説，40年可能是半輩子。人類在大自然面前如此渺小。大地一顫抖，帶來的就可能是生與死。

地震預警≠地震預測地震預警是指在地震發生以後，搶在地震波傳播到設防地區前，向設防地區提前幾秒至數十秒發出警報，以減小當地的損失。

其預警原理是電信號的速度比地震波快，這兩者的“時間差”即為地震預警時間。

有時候地震預警只有短短的十幾秒甚至幾秒，但是對地震來説是已經非常寶貴的時間了，如果反應及時，這個時間完全可以躲避到家中的三角地帶，提高生存率。

如果是一二樓的低樓層住户，可以直接跑出家門，去往更安全的地方。

有關地震預警時間的研究表明，預警每提前3秒就能減少14%的傷亡率，每提前10秒就能減少39%的傷亡率，每提前20秒就能減少63%的傷亡率。

成都高新減災研究所是目前國內甚至全球範圍內提供地震預警最權威的研究機構。

小米、vivo等品牌手機已經在系統層面內置地震預警，其他沒有內置地震預警的手機可以自主下載“地震預警”這款APP，只要保證軟件時刻在後台運行，也可以達到相同的效果。

國內最早推出地震預警系統級應用的是小米。2019小米開發者大會小米與成都高新減災研究所在會上共同宣佈，小米手機操作系統MIUI11和小米電視MIUI TV內置的地震預警功能同步正式啓用，小米成為全球首個操作系統級接入地震預警的手機及消費AIoT平台。

日本宣稱擁有世界上最先進的地震預警系統，用於檢測斷層開始滑移時發生的前兆波。預警系統會在初級波之後，但在破壞性地震震動的次級波之前發出通知。

日本氣象廳有大約一千多個硬件傳感器，分佈在日本的四個主要島嶼上。

但即使有這樣先進的預警系統，日本氣象廳也不可能對地震做出更長期的預測。

地****震預測是根據對地震規律的認識，預測未來地震的時間、地點和強度。

實現地震預測的基礎是認識地震孕育的物理過程及在此過程中地殼岩石物理性質和力學狀態的變化。

唐山市地震遺址公園

但人類對地震成因和地震發生的規律還知之甚少，主要因為地震是宏觀自然界中大規模的深層的變動過程，不同於實驗室中單純的可控條件下進行的樣品試驗，其影響因素過於複雜，還可能有人類未知的因素存在。

那麼，究竟能否預測地震？

**至今為止，人類對地震的成因和規律的認識依舊十分不足。所以要對地震做出可靠的預測是非常困難的。**各國科學家為此作了很大努力，但仍不能準確預測地震。

2018年2月2日，我國第一顆觀測地震電磁信息的衞星“張衡一號”成功發射。

公元132年，張衡發明了人類歷史上最早的地動儀，開創世界地震勘測研究的先河。1800多年過去了，如今以他的名字命名的衞星飛上了天，研究的還是同樣的問題：地震預測。

不過“張衡一號”並不能直接預測預警地震。它的主要功能在於地震前兆信息研究，併為未來建立地震監測體系進行前期技術儲備。

“張衡一號”衞星發射

地震預測的“三座大山”

“張衡一號”衞星工程首席科學家兼副總師、中國地震局地殼應力研究所總工程師申旭輝説，擺在科學家面前的地震預測難題有“三座大山”。

**首先是地震事例太少。**他説，中國平均每3年有兩個7級地震，全球每年則有18個——儘管誰也不願看到地震發生，但這無法避免，僅從科研角度來説，這樣幾次的數據連有效的統計分析都不夠，不足以幫助科學家形成完整的地震預測科學體系和方法體系。

換言之，地震監測的研究結果難以檢驗。申旭輝説，強烈地震對於同一地區可能是幾十年、幾百年或者更長的時間才能遇到一次，對於不同地區，甚至不同時期的孕震過程，機理差異很大，所以，“重複實踐”進行檢驗的機會很難碰到。

**其次，地震科學研究的方法和手段受到很多制約。**申旭輝説，地震發生在地下二三十公里處，而當今世界上最深的鑽孔只有12公里，科學家們很難去地下“看”究竟發生了什麼，“既看不見，也摸不着”。

相應地，現有的地震“觀測”均是間接的，人們只能依靠地面的觀測資料，對地球內部的狀況進行反演和推測，但地面的探測站點畢竟分散，又很難把全球的地球物理場搞清楚。

**第三是理論的更新相對較慢。**地震是地球上規模宏大的地下巖體破裂現象，其孕育過程跨越了幾年、幾十年，甚至更長的時間，因而，不但很難用經典物理學從本質上加以描述，也難以在實驗室或者野外進行模擬。

**“張衡一號”：**上天“看”地震？

在地球的周圍，有着一層薄薄的“殼”，是一個“電子”和“離子”的世界，當受到地殼運動、地面人類活動等的影響時，其中的“電磁波”就會像水中的“漣漪”一樣，在等離子體環境裏傳播。

過去幾十年科學家發現，他們所監測到的“空間電磁擾動”（“電磁波漣漪”），與地震的發生具有明顯的相關性：統計意義上，地球上6級、7級以上地震在發生前即孕育過程中，相應區域的“空間電磁擾動”都有可能發生異常。

上世紀60年代，蘇聯科學家分析一顆衞星電磁信號時，發現衞星記錄到地震低頻電磁輻射前兆現象，稱之為“地震電離層效應”。

我國在1976年唐山地震時，也通過地面雷達系統發現了相應的電離層擾動現象。

“張衡一號”正是依據這一原理來運行的。

地震簡單來説就是“地殼運動”，這種運動會切割磁力線，也會造成磁力線的扭曲。另一方面，地球岩石的摩擦破裂，會產生電磁波，這些電磁波往大氣層傳播，將致使大氣層的電磁信息發生變化。

事實上，國外利用衞星進行地震前“空間電磁異常”現象的研究已經有多年的歷史。能夠真正對全球實施觀測，統計研究全球地震的前兆變化特徵，已是在地震預測領域的重大突破。

人工智能加碼地震預測

美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos National Laboratory)的保羅·約翰遜(Paul Johnson)是這項研究的前沿人員之一。他説：“實際上，這是我職業生涯中第一次有希望在地震預測這個問題上取得進展。”

無數的資金和科研項目都致力於預測下一次大地震將在何時何地發生。

現在，在人工智能的幫助下，越來越多的科學家表示，通過改變分析大量地震數據的方式，可以幫助他們更好地理解地震，預測地震，並提供更快、更準確的早期預警。

新的與人工智能相關的地震研究同樣依靠神經網絡進行。神經網絡鬆散地模擬了人類大腦中的神經元網絡，是一個複式數學系統，可以自行學習任務。

在研究地震時，計算機取代了科學家，在堆積如山的數據中尋找規律。而隨着傳感器越來越小、越來越便宜，科學家們將能夠收集到更多的地震數據。

在類似人工智能技術的幫助下，科學家們希望從所有這些數據中收集到新的見解。不過從事這些項目的科學家表示，神經網絡有其侷限性。

人工智能擅長於在數據中尋找熟悉的信號，但它們卻不擅長於尋找新的信號。

東京大學(University of Tokyo)的地震學家羅伯特·蓋勒(Robert Geller)等一些科學家不相信人工智能會改善地震預報。他質疑過去的地震可以預測未來地震這一前提。

在他看來，只有當地震能夠被預測到超出隨機幾率的時候，我們才能知道人工智能預測的有效性。蓋勒博士説：“如果你不能預測未來，那麼你的假設就是錯誤的。”

其實，關於地震能否被預測，科學界長期以來就有爭議。

在申旭輝看來，一代人有一代的使命，如今有了衞星以及相應的星座計劃，可以積累更多有效的、原始的數據，不斷探索地震預測新方法——這是他這一代科學家要做的。