汶川地震前的2000次静地震与海城地震前的500次小地震

邢台地震后周恩来总理明确提出：“一定要注重对于这次地震的研究，要组织专家找出规律，进行科学预报。…希望在你们这一代能解决地震预报问题，这样就对得起死了的，也对得起后代。”

我国地震科学工作者经历多次痛苦的预报失败，但牢记周总理嘱托，屡败屡战，决心找出强震孕育规律，最终有能力进行科学预报。

海城成功与唐山的失败，与海城地震前4天出现500多次小震活动（震前20小时中还发生7次有感地震）而唐山地震前却没有小震群活动有关。之后多次未成功预报的强震前也未出现小震群。难道强震前没有小震群是普遍情形？难道强震前也没有发出其它类似小震群足以惊醒人的信号？是没有这样的信号还是窄频带的经典地震仪接收不到它们？

40年过去，我国研制出多种高性能地震监测设备。其中，新型分量钻孔应变仪比经典地震仪具有更宽的观测频带，既能记录大、小地震更能记录地震仪记录不到的静地震、慢地震，还能对记录数据进行自洽检验，是一种新型的“超级地震仪”。

汶川大地震同唐山一样仍然没有小震群活动，预报又一次失败。但与唐山地震时不同，2005年起，一批国产分量钻孔应变仪已经布设到多个地震危险区。最接近汶川震中的分量应变仪于2006年10月28日安装在四川姑咱台40米深岩石钻孔底部，并于2006年11月1日正式产出数据，至今记录下汶川地震前后八年半应变资料，数据完整率达99.7％。

2007年1月，姑咱台分量钻孔应变仪固体潮记录十分光滑和规则，作固体潮调和分析，M2波潮汐因子的相对精度达到了0.075％的高精度。

但在2007年1月份光滑的固体曲线上已出现一些压性阶跃或脉冲。阶跃的幅度约2×10^-9应变，只有固体潮幅的数十分之一，但在分辨率为3×10^-11的记录上却十分清晰。这些异常应变数据因为满足数据自检条件，不可能是仪器故障，应是地层中出现裂隙扩展、错动的应变扰动传来所致。这些阶跃或脉冲的时间常数约300-500秒，缓慢的错动不发射弹性波，经典地震仪探测不到，而分量钻孔应变仪能探测到它们。它们其实就是上世纪末发现的“静地震”或“慢地震”，只是震级很小。^[1-3]

在2006年11月份，平均每天出现约0.6个慢地震，2007年1月份每天约1个， 6月份每天约3个，11月份至2008年4月份每天约5个。在5.12之前的18个月中，离汶川约150km的姑咱台分量钻孔应变仪接收到近2000个慢地震！问题是，根据大量的慢地震活动我们是否有根据判断大地震即将在附近地区发生？

地震学研究指出，要发生大地震，必须存在成为地震“种子”的破裂过程。破裂首先在断层面的“脆弱区域”发生，随着区域构造应力增大，通过震前断层蠕动、慢地震、小地震活动等方式，脆弱区范围逐步扩大直到边界应力集中，微裂隙区域不断扩展，达到岩石强度时，大地震发生。^[4-6]

地震发生前的这一过程称为“地震成核”。“地震成核”是地震从孕育到失稳破裂最后阶段必定经历的过程（除非这里的地层像玻璃板那样匀质），地震成核过程中检测到的前兆可称为“确定性地震前兆”― 即“可以在所有大地震前必被无一例外地观测到，并且一旦出现这种异常现象，必无一例外地发生大地震。”^[7]

海城地震成功预报与石硼峪地震台在临震前4天接收到500多次小震活动密切相关。当时，科学上还无法确定这些小震群究竟是前震还是一般的小震群，因而有人认为海城临震预报是“瞎猫逮住死耗子”、“好运气”并非完全没有道理。

海城地震25年后的2001年，陈学忠由海城地震前建立的16个测震台历史记录资料，定位小震群位置，指出该小震群是海城地震孕育进入“地震成核”最后阶段发出。如果当时就有此认识，根据小震群活动的定位信息，迅速判断出该小震群系“地震成核”最终阶段的表现，临震预报就有了“确定性地震前兆”特征，发出的临震预报就有了充分科学依据，各项安排就会更有序。当然，震前大量地下水、形变、动物异常也是这项临震预报的有力支撑。

汶川地震时，只有姑咱一个台记录到慢地震，无法确定它们的位置。但是这些慢地震数据的自洽性随着强震临近，逐渐失洽。说明接收到的慢地震信号来自大地震成核过程中发出（^{http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=51667&do=blog&id=870802）。[8]}

地震预报，按时间尺度划分为：长期，中期，短、临预报。根据短期的、确定性的前兆信息发出的短、临地震预报比长期和中期地震预报要困难得多，但是，在挽救人的生命方面却更为有效。找到强震孕育到最终阶段发出的“确定性地震前兆”，地震预报的成功就有了希望。

汶川大地震七年后，姑咱台分量钻孔应变仪的固体潮曲线重又变得规则与光滑，充分说明汶川地震前记录到的大量压性阶跃与脉冲确与汶川大地震密切相关。^[9-12]

五年后在同一地区发生的芦山地震，又一次重现了静地震从稀疏到密集的变化过程，姑咱距芦山更近，还接收到了明显的临震信号。^[13-15]

汶川地震，我们依靠“超级地震仪” 在一年多前就接收到了大自然发出的静地震示警信号，这些静地震不论大小都是人感觉不到的。但认识到这是汶川地震的“确定性前兆”则是在汶川地震后，芦山地震类似过程的重复及固体潮又恢复规则与光滑之后。此时，汶川地震已发生6年半。

以上从观测实践中得到的认识，还要回到实践中接受检验并充实完善。地震科学是观测科学。在观测仪器性能达到科学性要求后，加速观测台网建设，布下“天罗地网”，不放过每一个强震震例并仔细解剖，总结出强震孕育的可相互验证、更为全面的认识和规律，世人关注的地震预报难题就有望早日破解。

参考文献：

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[7]陈运泰、吴忠良、吕苑苑，地震学今昔谈[M]，济南：山东教育出版社，2001年，56~63

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[13]池顺良、刘琦、池毅、邓涛、廖成旺、阳光、张贵萍、陈洁，２０１３年芦山Ms7.0地震的震前及临震应变异常[J]，地震学报，2013，35(3)，296-303.

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[15]邱泽华、阳光、唐磊等，芦山M7.0地震前姑咱台钻孔应变观测异常[J]，大地测量与地球动力学，2015，35(1)：158-161.