方舟子
留美學者,生物化學博士
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美國在上個世紀60年代開始重視地震預測的研究,地震學家們一度對此充滿了信心。美國國家研究委員會在1976年發表的報告甚至樂觀地估計在10年內可靠的地震預報有可能成為常規。這種樂觀情緒也感染了普通公眾,讓他們以為科學家已經發現了準確預測地震的辦法,使得他們輕信某個“地震專家”擅自發布的地震預測。隨后發生的兩次地震恐慌事件,讓人們知道,虛假的地震預報引起的社會恐慌,并不亞于真正的地震。
第一個事件是國際事件。1974年10月3日,在秘魯利馬西南部發生了一次8.1級的地震。美國礦務局地質學家布雷迪與美國地質調查局地質學家斯賓塞合作,在1976年預測,利馬隨后將在1980年秋天發生一次8.4級的地震并引發海嘯,把利馬夷為平地。布雷迪聲稱,通過實驗并根據愛因斯坦的統一場理論,發現了一種能準確預測地震的辦法。一開始美國地質調查局認為布雷迪的理論 “有合理的科學依據”。但是在1979年布雷迪修改其預測稱,從1980年9月開始,利馬在9個月內將會發生13次大的前震,然后在1981年7月發生一次9.8級地震,后來又修正為9.9級。這將是前所未有的大地震,如此駭人聽聞才促使地質調查局懷疑布雷迪的方法。美國全國地震預測評價委員會進行了調查以后,否定了布雷迪的預測。
但是秘魯政府很認真地對待布雷迪的預測。雖然布雷迪預測的系列前震并沒有發生,但是幾次小地震和在秘魯發生的“動物異?,F象”——突然出現大量的跳蚤——讓許多人仍然相信布雷迪預測的末日即將來臨。1981年6月底,在“末日”的前夕,美國全國地震預測評價委員會派人到利馬,接受電視和報紙采訪,試圖平息恐慌。但是無濟于事。這名特派員在美國駐秘魯大使館吃晚餐時,由大使夫婦親自供餐。起初他以為這是為了節省納稅人的錢,后來才知道大使館里所有的本地雇員包括廚師都已經逃離利馬。
1989年,一位獲得過動物學博士學位,但自己從事氣象研究和地震預測的人——布朗寧宣布在1990年12月3日左右,美國密蘇里州的新馬德里將有50%的可能發生6-7級甚至更大的地震。布朗寧的理論依據是在那一天地球、月亮和太陽將會在一條線上,引起大潮,并觸發那個緯度的地震。布朗寧的預測被美國主流媒體廣為報道,雖然大多數美國地質學家們都認為這是無稽之談,但是密蘇里本地一個地震方面的教授卻支持布朗寧,向當地政府發去警告。當地政府采取了一系列防震措施,組織防震訓練,發送放震手冊,建立避難所。鄰州也做好了援助救災準備。為此估計花了大約2億美元。在預計發生地震的那天,學校、工廠都關閉了。但是地震并沒有等來。幾個月后布朗寧因心臟病發作病故。
美國主流的地震學家同樣經歷了一次地震預測“滑鐵盧”。在上個世紀70年代,美國地震學家對地震前兆做了很多研究,有的是歷來相傳的 “前兆”(例如動物行為異常),有的是新發現的“前兆”(例如氡氣測量),但是都未能確定這些“前兆”真的能用于預測地震的發生。最終,他們把賭注都放在了一個地方——加州的帕克菲爾德。
1979年,美國地質勘探局的研究人員注意到,在加州帕克菲爾德這個地方,似乎很有規律地定期發生5.5-6級地震,自1857年以來已發生了6次,平均間隔時間大約是22年。最后一次發生于1966年,據此預測下一次應該發生于1988年左右。1984年,美國地質勘探局啟動 “帕克菲爾德實驗”,并在1985年4月發布預測,有95%的把握認為,在未來的5-6年內,帕克菲爾德將會發生一次大約6級的地震,不晚于1993年1月。
地震學家們認為,他們終于等來了一個可以對地震的發生進行全程監控的機會。帕克菲爾德布滿了各種各樣的儀器測量地震 “前兆”,100多名研究人員參與了這項 “帕克菲爾德實驗”。然而,該來的地震卻沒有來,反而在1989年和1994年分別在舊金山和洛杉磯附近發生了破壞性地震。2004年9月28日,帕克菲爾德地震終于姍姍來遲,比預測的晚了11年。日本地震學界同樣經歷了一次類似的 “滑鐵盧”,結果更慘。日本在1965年已開始一項地震預測全國性項目,起初是研究性質的,但是到1978年,日本地震學家們相信在日本中部將很快會有一場8級左右的 “東海大地震”。這次預測的理由和“帕克菲爾德實驗”類似。日本東海地區據估計平均大約120年發生一次大地震,此時距上一次大地震(1854年)已過了120年,大地震的發生似乎迫在眉睫。日本政府為此采取了一系列緊急措施嚴陣以待,卻忽視了其他地區。但是“東海大地震”至今還沒有發生,卻在1995年出乎意料地發生了死傷慘重的神戶大地震。
自這兩次事件之后,越來越多的地震學家意識到,想要對地震進行預測是不現實的,研究的重點改為研究地震機理和地震災害的評估,而不是地震預測。1996年11月,“地震預測框架評估”國際會議在倫敦召開。與會者達成一個共識:地震本質上是不可預測的,不僅現在沒法預測,將來也沒法預測。
他們認為,地球處于自組織的臨界狀態,任何微小的地震都有可能演變成大地震。這種演變是高度敏感、非線形的,其初始條件不明,很難預測。如果要預測一個大地震,就需要精確地知道大范圍(而不僅僅是斷層附近)的物理狀況的所有細節,而這是不可能的。而如果想通過監控前兆來預測地震,也是不可行的。所謂“地震前兆”極其多樣,不同的地震往往都有不同的前兆,而且一般都是地震發生后才“發現”有過前兆,缺乏客觀的認定,既無定量的物理機制能把前兆與地震聯系起來,也無統計上的證據證明這些前兆真的與地震有關,多數甚至所有的“地震前兆”可能都是由于誤釋,令人懷疑“地震前兆”是否真的存在。
東京大學、加州大學洛杉磯分校和博洛尼亞大學的地震學家據此在次年3月美國《科學》聯合發表《地震無法被預測》的論文,引發了一場爭論。1999年2-4月,就地震能否預測這一問題,多位地震學家繼續在英國 《自然》網站上進行辯論。辯論雙方的共識實際上多于分歧。雙方都同意:至少就已有的知識而言,要可靠而準確地對地震做出確定性預測是不可能的。不過,根據科學數據,能夠計算出未來可能發生的地震的概率。例如,美國地質調查局估計在未來30年內舊金山灣區發生一次大地震的概率是67%,南加州則是60%。進入21世紀以后,這仍然是國際地震學界的主流觀點。美國地質調查局現在認為,他們“致力于地震災害的長期減輕,是通過幫助提高建筑的安全性,而不是通過試圖實現短期預測”。中國成了唯一一個還把地震預測作為研究重點、具有官方地震預報制度的國家。
(未完待續)