地震能预测吗及怎样预测地震？

How to predict and reduce earthquake?

梁光河

lgh@mail.iggcas.ac.cn

本文主体是2014第三届流体地球科学与巨型成矿带及重大自然灾害学术研讨会报告内容

引言

目前国内观点：地震能预测，但不能临震准确预测。

国外主流观点：地震带内可以概率预测，但地震不能准确预测。

实质上，中外科学家对地震的态度是一致的。在地震带内可以做到中长期概率预测，但目前不能做到准确地临震预测地震发生的三要素（时间、地点、震级）。

   本文观点：只有掌握了地震的成因机制，采取合适的技术路径就有可能较准确地做到临震预测。主要监测方法应该以监测地下电场、流体的变化为主，土地电应该效果最佳（但需要去噪）。

  具体方法是在地震带按照网格布置观测仪器。比如按照10公里*10公里布置。这样能最大限度地观测地震异常特征的变化。主要观测参数应包括三个方面：

1 微震次数及震级变化；

2 地电及电磁脉冲变化；

3 地下流体特征变化（氡气 氢气及水位和化学元素变化等）。

综合分析这些数据就可能预测较大地震的地点、时间、震级。

我国地震科研并不落后

   我国现在开展的地震前兆观测有地震活动性、地壳形变、地下水、地电、地磁、应力-应变、气象、诱发因子、宏观异常等十几类近百种方法，也发现了大量的异常现象，但还没有找到像天气预报温、湿、压、风那样的物理意义明确的基本要素。据不完全统计，四十年来我国曾对20次左右6级以上地震作出了成功或一定程度的有减灾实效的地震预报（岳明生，2005）。表1给出了部分统计结果。从这些地震成功预报的例子看，多数地震在震前都观测到了明显的电、磁及流体异常。

   但是从2008年汶川地震后，人们对地震预测与预报逐渐失去了信心。更多的人参与到地震到底能不能预测的争论中。这也正反映出地震预测的复杂性。如果地震的成因机制不能得到解决，是无法做到准确预测地震的。

地震的成因机制及地震预测方法优选

作者在“从汶川大地震探讨隐爆及成矿过程”一文中说明地震是一种由构造运动激发的隐爆过程 。其能量来源主要包括两个方面：(1)地下累积负电荷放电（地下雷电）。 (2)地下流体相变爆炸（体积膨胀）。

同时给出了地震预测的方法，从遥感、地面、地下三位一体实施监测监控。主要监测方法应该以监测地下电场、流体的变化为主，土地电应该效果最佳（但需要去噪）。

冯锐、仇勇海等人通过大量地电的研究（冯锐，2004；仇勇海等，2008），发现大地震来临时地电多呈现向下急跳（负值）特征。这可以用地下负电荷泄露来解释。

甘肃省天祝县松山台各年度自然电位曲线（仇勇海等，2008）

AnnualSp curve at Songshan station in Tianzhu county of Gansu province(QiuYonghai,2008)

   地震前不但地下电位发生变化，震前大气电场异常也具有明显、稳定和可定量描述的特征，一是幅度大，可达每米数百伏甚至千伏以上；二是负异常（郝建国等，2000）。

综合前人资料，作者认为短期临震预报以“土地电”和希腊的VAN最佳。但这种地电位观测常常出现很多误报，其主要源于各种干扰的影响，使人们对此方法逐渐降低了信心。可归纳如下(小嶋美都子，1993)：(1)电极与土壤间的接触电位一般不稳定，受气象尤其是降雨的影响很大。(2)大地电流在性质上容易引入人为噪声。(3)即使排除了以上两点，也无法消除由地球外部磁场变化引起的感应电位变化(这种感应电位变化占地电位变化的绝大部分)。

   如何排除各种非震电磁干扰，只保留与地下电荷泄露有关的成份？我们知道，地下电位测量的异常变化幅度往往在几十到数百毫伏量级。而大气电场的变化幅度很大，往往在数伏到几十伏量级。因此往往一阵风就可以使得我们测量的地下电位产生很大干扰。这里建议采用如下作者最新提出的“去噪土地电”方法，具体是在两个地下不极化电极之间，在空中架设一条导线（不接地），目的是使得两个电极上方的大气电位时刻保持一致，这样测量到的电位变化才是地下电位变化的准确数据。

   在测量地下电位过程中，还可以同时测量地下流体的变化，包括地下温度、流体成份（氡气、CO、CH4等）、压力等等的变化。

 地震预测的其他方法

美国地质调查局曾于1976 年10 月和1979 年10 月分别在门罗帕克和得克萨斯州的加尔维斯敦召开了两次关于“地震前动物异常行为讨论会”。通过讨论，与会专家一致认为，震前动物异常行动是由以下8 点原因造成的（郝建国等，2000）：1 气压；2 重力变化；3 土地隆起和倾斜变化；4伴随微破裂的声响或振动；5磁场变化； 6电场变化；7 地下水位变化； 8瓦斯气体逸出。同时指出震前的电场变化和瓦斯气体逸出可能是震前动物行为异常的最主要原因(力武常次，1978) 。因此过去倡导的群防群测工作也很重要。

结论

地震的成因机制研究结果表明，地震应该是可以预测的。有效的预测方法应该以监测地下电场、流体的变化为主，土地电应该效果最佳（但需要去噪）。同时检测地下流体的变化，包括流体成份（氡气、氢气、CO、CH4等）、压力、地下温度等等。这样在地震带上实施综合观测(按网格布置观测点)，理论上应该能发现异常明显变化，做到地震的临震预测。地震不但可以被预测和预报，还有可能被消减。方法是在地震断裂带深钻灌注盐水（卤水），这样做的作用有两个，一是使得深部流体减压释放，二是地下深灌盐水可以引爆累积负电荷缓慢释放能量。

讨论：

地震预测有多种方法，具体包括：

一、宏观异常：

（1）动物异常；

（2）地震云异常；

二、空间异常：

（1）电离层电子密度异常；

（2）红外高温异常；

三、地面异常

（1）地电和电磁脉冲异常；

（2）流体异常（水位、氡气、氢气等）；

（3）前震异常。

对地震云和地下流体及电磁异常，日本科学界进行了更深入地研究。值得借鉴！参见如下视频——日本对地震云的研究和试验。http://v.youku.com/v_show/id_XMTAzNjAyNTky.html

参考文献

岳明生，2005，地震预测研究发展战略几点思考[J].国际地震动态， No. 5(Serial No.317)，7-21

郝建国,潘怀文,毛国敏,张云福,唐天明,李德瑞,柳松,2000.准静电场异常与地震—一种可靠短临地震前兆信息探索[J].地震地磁观测与研究,21(4):3-166

仇勇海, 刘春生, 戴前伟等著，2008.自然电场法预测地震[M].长沙:中南大学出版社

冯锐,肖莉，2004.小谚语 大道理—小小土地电，监测离不了[J] .防灾博览，2004(4)：33-34.

小嶋美都子,许晏平，1993.利用大地电流进行地震预报的可能性[J].国际地震动态，(6):31-36

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