日本的地震預(yù)報(bào)將何去何從?。?/h1>
2011-03-20 10:58:44上田誠(chéng)也
地震科學(xué)進(jìn)展 2011年11期 關(guān)鍵詞：研究
上田誠(chéng)也
（日本學(xué)士院院士，東京大學(xué)名譽(yù)教授）
日本的地震預(yù)報(bào)將何去何從！＊
上田誠(chéng)也
（日本學(xué)士院院士，東京大學(xué)名譽(yù)教授）
各位讀者想必都深信日本一直在進(jìn)行地震預(yù)報(bào)的研究吧？事實(shí)卻與大家心中所想的大相徑庭。我們無需浪費(fèi)口舌強(qiáng)調(diào)預(yù)報(bào)地震有多么重要，要知道一旦遭遇地震，損失的不僅是大量的財(cái)產(chǎn)，還有眾多寶貴的生命。要減輕地震災(zāi)害造成的影響，需要從加強(qiáng)建筑和基礎(chǔ)設(shè)施的抗震性能以及預(yù)報(bào)地震這兩方面入手。
在日本，第一個(gè)方面得到了大力推進(jìn)。即便如此，大地震仍然時(shí)常帶來巨大的危害。但凡能提前一天、甚至一個(gè)小時(shí)預(yù)報(bào)到地震，就能挽救無數(shù)生命。也正是出于這個(gè)理由，所有輿論調(diào)查都表明，人們認(rèn)為提高預(yù)報(bào)地震的能力是最緊迫的課題。
然而，就是我們這個(gè)號(hào)稱擁有全世界獨(dú)一無二的地震觀測(cè)網(wǎng)的國(guó)家，目前還沒有一次成功預(yù)報(bào)地震的經(jīng)驗(yàn)。不，應(yīng)該說是從來沒有進(jìn)行過預(yù)報(bào)。而在另一方面，國(guó)家級(jí)地震預(yù)報(bào)研究項(xiàng)目早在數(shù)十年前就已啟動(dòng)。這只能說明，日本并未進(jìn)行真正意義上的預(yù)報(bào)研究。
原因何在？問題出在哪里？我們?cè)摬扇∈裁磳?duì)策來解決這個(gè)問題？——這正是筆者要在本文中討論的主題。
筆者個(gè)人在東京大學(xué)地震研究所工作了近30年，一直從事地球板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的研究，跟地震預(yù)報(bào)沒有直接關(guān)系。但是，直到自己快退休了，才因?yàn)橐粋€(gè)偶然的原因意識(shí)到地震預(yù)報(bào)的重要性，因此，筆者在國(guó)家級(jí)地震預(yù)報(bào)研究項(xiàng)目中從未登上過領(lǐng)導(dǎo)的舞臺(tái)。以下見解純屬少數(shù)意見，但其正確性卻是可以保證的。論述過程中還會(huì)時(shí)不時(shí)地脫離主線聊到別的內(nèi)容，望各位海涵。
1 短期預(yù)報(bào)才是王道
地震是大地的震動(dòng)，是伴隨著地下巖層的破壞而發(fā)生的震動(dòng)，又叫地震波。這里所謂的破壞，指的就是斷層由于巖層所受應(yīng)力而發(fā)生的急劇錯(cuò)動(dòng)。阪神·淡路大地震（即兵庫縣南部地震）時(shí)，淡路島的野島斷層的錯(cuò)位有1～2m。板塊構(gòu)造理論認(rèn)為：各板塊以每年數(shù)厘米的速度緩慢運(yùn)動(dòng)時(shí)，由相互擠壓和滑動(dòng)在板塊之間產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力積累到一定程度，板塊邊界就會(huì)斷裂發(fā)生地震。
20世紀(jì)后半葉，板塊構(gòu)造理論給地球科學(xué)帶來了革命。該理論揭示：在大約100km厚的地球表層由數(shù)十個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的板塊組成。全世界的地震主要都發(fā)生在各板塊的交界處。由于太平洋板塊和菲律賓海板塊匯聚并在日本列島向下俯沖，導(dǎo)致全世界大約10%的地震都發(fā)生在日本地區(qū)（圖1）。
圖1 日本周邊的板塊分布
通過以上說明大致了解了地震發(fā)生的原因。然而，僅僅了解現(xiàn)象的含義及其原因是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能進(jìn)行預(yù)測(cè)的，這是個(gè)普遍的道理，不僅適用于股票市場(chǎng)，也適用于人的生死。根據(jù)時(shí)間的長(zhǎng)短，地震預(yù)報(bào)大致可以分為長(zhǎng)期 （10年以上）、中期（數(shù)年）和短期（1年以內(nèi)）這3種。所謂長(zhǎng)期或中期預(yù)報(bào)，指的是依據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)做出概率預(yù)測(cè)，預(yù)報(bào)今后的x年里將在A地區(qū)發(fā)生M 級(jí)地震的概率。這兩種預(yù)報(bào)在進(jìn)行城市規(guī)劃和設(shè)定地震保險(xiǎn)費(fèi)時(shí)可資參考，但預(yù)報(bào)的終究不過是概率。本文主要聚焦于“短期預(yù)報(bào)”。這才是直接關(guān)系民眾存亡的預(yù)報(bào)，是科學(xué)領(lǐng)域的最高挑戰(zhàn)。
最近，“緊急地震速報(bào)”成為人們?cè)掝}的焦點(diǎn)。然而，遠(yuǎn)離震源、有時(shí)間發(fā)布警告的情況下是不會(huì)有巨大的損失發(fā)生的，而一旦在近處發(fā)生大地震，能發(fā)布警報(bào)的時(shí)間又幾近于零。在督促大工廠和精密機(jī)械停止作業(yè)、命令新干線和高速行駛車輛減速、以及幫助正在進(jìn)行中的外科手術(shù)采取應(yīng)急措施方面，“緊急地震速報(bào)”可能有一定的作用。然而，這并不是真正的地震預(yù)報(bào)。
所謂地震預(yù)報(bào)，必須能在一定程度上精確地顯示地震發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和強(qiáng)度這3項(xiàng)內(nèi)容，否則就失去了意義。只是預(yù)言“日本將會(huì)發(fā)生大地震”是沒有意義的，同理，上述3項(xiàng)內(nèi)容也是缺一不可的。根據(jù)目的和社會(huì)狀況的不同，對(duì)精確程度的要求也是有差別的。從目前預(yù)報(bào)技術(shù)的能力來看，時(shí)間、地點(diǎn)、強(qiáng)度的精確度分別應(yīng)該能夠達(dá)到數(shù)日、100km半徑以及震級(jí)在1級(jí)以內(nèi)。
在這里需要對(duì)地震的規(guī)模、烈度和震級(jí)（magnitude）稍加說明。所謂烈度，指的是某個(gè)特定地點(diǎn)振動(dòng)的激烈程度。而震級(jí)（M）指的則是地震能量的規(guī)模。它們的關(guān)系跟電燈照射下某一處的亮度（lux）和電燈的瓦數(shù)的關(guān)系是同樣的。
還需順帶提到的是，震級(jí)低的地震數(shù)量占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，然而，釋放能量的絕大部分還是來自少數(shù)幾次大地震。因?yàn)檎鸺?jí)高一級(jí)，地震的頻度也會(huì)降為1/10，然而，其釋放的能量卻會(huì)提高到30倍。一次震級(jí)為7的地震所釋放的能量，可以抵得上1 000次震級(jí)為5的地震釋放的能量。
還是回到主題，上述地震預(yù)報(bào)的3項(xiàng)內(nèi)容當(dāng)中，最難的是時(shí)間，并且，該項(xiàng)內(nèi)容是地震預(yù)報(bào)的核心內(nèi)容。地點(diǎn)、強(qiáng)度兩項(xiàng)均能基于以往的地震觀測(cè)和對(duì)板塊構(gòu)造理論的理解做出一定的預(yù)測(cè)，但對(duì)短期預(yù)報(bào)，過去的震例卻用處不大。檢測(cè)到前兆現(xiàn)象是最重要的。
2 地震預(yù)報(bào)迷失的歷史
還是否認(rèn)？——地震預(yù)報(bào)的歷史也可以稱得上是這兩種立場(chǎng)相互沖突的歷史。
日本于1880年創(chuàng)設(shè)了全世界第一個(gè)地震學(xué)會(huì)。1891年發(fā)生了濃尾地震（M8.0），翌年設(shè)立了“震災(zāi)預(yù)防調(diào)查會(huì)”。
其后，圍繞著關(guān)東地震，大森房吉（東京帝國(guó)大學(xué)地震學(xué)教授）和今村明恒（東京帝國(guó)大學(xué)地震學(xué)副教授）間展開了那場(chǎng)有名的“預(yù)報(bào)之爭(zhēng)”。1905年，今村在他的論文中提到今后50年內(nèi)關(guān)東將有可能發(fā)生大地震。這個(gè)觀點(diǎn)為當(dāng)時(shí)的媒體所利用，助長(zhǎng)了社會(huì)不安情緒的蔓延。今村的上司大森不斷攻擊他，將其觀點(diǎn)視為“妖言惑眾”。然而，就在
有關(guān)地震發(fā)生前的異?，F(xiàn)象早在古希臘和《日本書紀(jì)》就有過記載。這些不依賴于觀測(cè)設(shè)備、僅僅依靠人類感官察覺到的現(xiàn)象又被稱為宏觀異常，即使在現(xiàn)代仍然能看到許多相關(guān)報(bào)告。所有這些報(bào)告不可能都有意義，但其中也不乏難以否認(rèn)的事實(shí)。該承認(rèn)1923年發(fā)生了關(guān)東大地震。當(dāng)時(shí)大森正在出席澳大利亞的國(guó)際會(huì)議，在當(dāng)?shù)伢@訝地看到地震計(jì)的振動(dòng)后，他急忙趕回國(guó)內(nèi)，向今村致歉。這個(gè)事件貌似象征著預(yù)報(bào)派的勝利，其實(shí)今村當(dāng)時(shí)屬于少數(shù)派。
關(guān)東大地震發(fā)生以后，“震災(zāi)預(yù)防調(diào)查會(huì)”被廢除。1925年，東京帝國(guó)大學(xué)地震研究所成立。當(dāng)時(shí)特別重視地震學(xué)的基礎(chǔ)性研究和減災(zāi)方法的研究。
地震預(yù)報(bào)研究真正迎來轉(zhuǎn)機(jī)是在1962年左右。在由坪井忠二、河達(dá)清夫、荻原尊禮等地震學(xué)先賢主導(dǎo)描繪的藍(lán)圖的基礎(chǔ)上，1965年“地震預(yù)報(bào)研究計(jì)劃”作為國(guó)家計(jì)劃納入預(yù)算計(jì)劃（第一年預(yù)算額度為2.1億日元）。1964年發(fā)生的新瀉地震（M7.5）在其中起到了推波助瀾的作用。
計(jì)劃的內(nèi)容是要嘗試所有貌似有望的觀測(cè)方式。要大力加強(qiáng)大地測(cè)量、地震、活斷層調(diào)查、地磁場(chǎng)和大地電流觀測(cè)等等。國(guó)立大學(xué)集中資金和人員建設(shè)和完善微小地震和極微小地震觀測(cè)網(wǎng)。計(jì)劃剛剛啟動(dòng)，1965年至1967年間就發(fā)生了松代群發(fā)地震、1968年發(fā)生了十勝外海地震（M7.9），損失慘重。這支持了積極推進(jìn)計(jì)劃的觀點(diǎn)，使預(yù)報(bào)實(shí)用化被提上議事日程。于是從第2次計(jì)劃開始，去掉了“地震預(yù)報(bào)研究計(jì)劃”中的“研究”二字，成了“地震預(yù)報(bào)計(jì)劃”。這種動(dòng)向也是追趕世界樂觀潮流的一個(gè)結(jié)果，只是沒人會(huì)想到其中存在一個(gè)陷阱。
實(shí)用的預(yù)報(bào)是短期預(yù)報(bào)，為此需要捕捉短期的前兆現(xiàn)象。地震觀測(cè)并不適合于這個(gè)目的，因?yàn)榈卣饍x只能檢測(cè)到已經(jīng)發(fā)生的地震的訊息。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，不僅需要進(jìn)行地殼變動(dòng)觀測(cè)，還需要對(duì)地下水、氡等氣體的釋放、地磁場(chǎng)和大地電流的異常變化進(jìn)行非地震觀測(cè)。地震學(xué)專家們其實(shí)對(duì)此心知肚明，但卻無法轉(zhuǎn)換思路，仍然沿用了既定路線，重視地震觀測(cè)。
就在實(shí)用化這個(gè)名目下，地震觀測(cè)得以進(jìn)一步加強(qiáng)。雖然明知這并不適用于短期預(yù)報(bào)，還是想要不斷增加觀測(cè)點(diǎn)，不斷跟上儀器更新?lián)Q代的步伐。就這樣，許多地震研究人員迷失在觀測(cè)業(yè)務(wù)之中，逐漸忘記原本的研究目的。我實(shí)際目睹了這種狀況。這樣是產(chǎn)生不了成果的。于是在以后的5年計(jì)劃中，都會(huì)牽強(qiáng)附會(huì)，謳歌其間取得的或許并沒有實(shí)質(zhì)性內(nèi)容的進(jìn)步和發(fā)展。
而另一方面在海外，前蘇聯(lián)關(guān)注種種前兆現(xiàn)象展開諸多研究，中國(guó)的海城地震（1975年M7.4地震）取得了在中短期預(yù)報(bào)方面的戲劇性的成功，美國(guó)出現(xiàn)了Scholz理論看似能夠統(tǒng)一說明前兆現(xiàn)象 70年代充斥著樂觀論調(diào)，認(rèn)為解決短期地震預(yù)報(bào)難題已指日可待。彼時(shí)日本正在推進(jìn)第2、第3次計(jì)劃。這種樂觀論調(diào)沒有持續(xù)多久，中國(guó)在唐山大地震（1976年M7.8地震）中沒能成功進(jìn)行短期預(yù)報(bào)，死亡人數(shù)超過20萬人。其實(shí)，除海城地震以外，再?zèng)]有對(duì)一次地震成功做出過預(yù)報(bào)。其后，Scholz理論失勢(shì)，在70年代后期的美國(guó)及其他許多國(guó)家，悲觀論調(diào)卷土重來，占領(lǐng)了主導(dǎo)地位。
美國(guó)大多數(shù)地震都發(fā)生在加利福尼亞的圣安德烈斯斷層帶上，自從那里開始觀測(cè)以來，有一處幾乎每22年都會(huì)發(fā)生6級(jí)地震。于是，地震學(xué)專家們?cè)谶@里鋪設(shè)了大型的觀測(cè)網(wǎng)。1985年預(yù)報(bào)未來5年內(nèi)將發(fā)生6級(jí)的地震，7年過去了，這個(gè)預(yù)報(bào)時(shí)間范圍縮短到了72小時(shí)以內(nèi)。然而，地震沒有發(fā)生。6級(jí)地震在12年后的2004年發(fā)生。由于預(yù)測(cè)周期約為22年，所以這次地震的長(zhǎng)期、中期和短期預(yù)報(bào)都失敗了。
與美國(guó)形成對(duì)照的是俄羅斯等前蘇聯(lián)各國(guó)、中國(guó)、希臘、意大利、法國(guó)、墨西哥、土耳其、印度等國(guó)，盡管也彌漫著悲觀論調(diào)，但這些國(guó)家現(xiàn)在仍然執(zhí)著地進(jìn)行著短期預(yù)報(bào)的研究。
3 不進(jìn)行預(yù)報(bào)的“預(yù)報(bào)計(jì)劃”
讓我們?cè)倩貧w主題。究竟是什么導(dǎo)致日本進(jìn)行的這個(gè)國(guó)家規(guī)模的地震預(yù)報(bào)計(jì)劃淪為“根本不進(jìn)行地震預(yù)報(bào)研究”的計(jì)劃的呢？
先說說我的結(jié)論吧。日本的地震預(yù)報(bào)計(jì)劃從始至終進(jìn)行的都是不適于短期預(yù)報(bào)的地震觀測(cè)，因此，也未能預(yù)報(bào)出1995年的阪神·淡路大地震。面對(duì)日益增多的批判聲音，從各種層面對(duì)預(yù)報(bào)計(jì)劃進(jìn)行了重新探討，并頭一次在一直不處于領(lǐng)導(dǎo)地位的新一代研究人員的主導(dǎo)下進(jìn)行了重新探討。在熱烈討論之后，得出了“將研究重點(diǎn)從對(duì)前兆現(xiàn)象的探索轉(zhuǎn)移到對(duì)地震現(xiàn)象全過程的基礎(chǔ)研究上”的結(jié)論。從樂觀論到悲觀論、從積極論到消極論——這是一個(gè)典型的回歸現(xiàn)象。
其結(jié)果就是，短期預(yù)報(bào)被暫時(shí)擱置，1999年啟動(dòng)了題為“為實(shí)現(xiàn)地震預(yù)報(bào)的新觀測(cè)研究計(jì)劃”的新計(jì)劃，現(xiàn)在正處于第3次計(jì)劃的實(shí)施過程中。他們的意見是：地震預(yù)報(bào)誰也做不到，所以也不做研究。
然而，他們的討論前提是：以往的計(jì)劃總是在尋找前兆。而筆者要說的是，這是對(duì)事實(shí)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。幾乎沒人探索過真正的前兆現(xiàn)象，但是，在過去的數(shù)十年間，表面上都在為檢測(cè)前兆現(xiàn)象而努力，現(xiàn)在就沒法否認(rèn)這個(gè)“事實(shí)”，于是理由就變成：前兆檢測(cè)沒能成功。這個(gè)困難沒人能夠克服，目前還是先別做了。進(jìn)而整個(gè)機(jī)構(gòu)選擇了一個(gè)安全的落點(diǎn)：在今后的地震預(yù)報(bào)研究中，集中力量進(jìn)行基礎(chǔ)研究。
但是，這就給 “完全停止所有短期預(yù)報(bào)研究”提供了一個(gè)正當(dāng)化的理由，著實(shí)令人擔(dān)憂。就這樣，在基礎(chǔ)觀測(cè)的名目下，確立了一個(gè)“當(dāng)前無需做短期預(yù)報(bào)，但卻能獲取更多預(yù)算（現(xiàn)在為1年100億日元）的體制”。新計(jì)劃雖然標(biāo)榜“為實(shí)現(xiàn)地震預(yù)報(bào)”，卻對(duì)地震預(yù)報(bào)敬而遠(yuǎn)之。
與民眾的福祉、安全密切相關(guān)的國(guó)家基本方針發(fā)生了如此重大的變化，然而，大多數(shù)民眾并不了解這一事實(shí)。即使現(xiàn)在，他們必定依然相信在這一年數(shù)百億的大規(guī)模預(yù)算和大量研究人員的支撐下，“日本在拼命地進(jìn)行著地震預(yù)報(bào)研究”。這種情況實(shí)在令人擔(dān)憂。
4 唯一極力進(jìn)行短期預(yù)報(bào)的東海地震
在悲觀論蔓延的情況下，氣象廳依然通過持續(xù)進(jìn)行大規(guī)模觀測(cè)（應(yīng)變測(cè)量?jī)x約50臺(tái)、伸縮儀約10臺(tái)、傾斜儀約50臺(tái)）而極力進(jìn)行短期預(yù)報(bào)的唯一一個(gè)地震就是東海地震。因?yàn)榉梢?guī)定了這樣的義務(wù)。東海、東南海地區(qū)大地震間隔約為100年到150年，1976年神戶大學(xué)教授（時(shí)任東京大學(xué)助教）石橋克彥指出“下一次將會(huì)發(fā)生8級(jí)地震”（參照?qǐng)D2，帶有？的地震指的就是它）。
為了應(yīng)對(duì)預(yù)計(jì)會(huì)帶來的巨大災(zāi)害，政府于1978年制定了“大規(guī)模地震對(duì)策特別措施法”，決定在作出短期臨震預(yù)報(bào)的前提下應(yīng)采取的對(duì)策。氣象廳通過東海地區(qū)的大型觀測(cè)網(wǎng)保持24小時(shí)監(jiān)控，判定會(huì)（地震防災(zāi)對(duì)策強(qiáng)化地區(qū)判定會(huì)）基于該數(shù)據(jù)向內(nèi)閣總理大臣進(jìn)言，一旦內(nèi)閣總理大臣發(fā)出警戒宣言，原則上說來所有鐵路、銀行、郵局、醫(yī)院和學(xué)校就要立即停業(yè)。
然而，“預(yù)報(bào)”做出后已經(jīng)過了40年，東海地震還是沒有發(fā)生，連警戒宣言都沒有發(fā)布過。中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)失靈了，短期預(yù)報(bào)是否可行尚未可知。這是一塊試金石。東海、東南海、南海區(qū)域連大型海嘯都發(fā)生過了，發(fā)生大地震是遲早的事情，甚至還有人指出海嘯和地震有可能相繼發(fā)生。
關(guān)于東海地震，還有人從地震發(fā)生的理論模型出發(fā)，談到應(yīng)該如何觀測(cè)臨震預(yù)滑（pre－slip）等情景模擬。震源模型確定：當(dāng)發(fā)生大地震之前，會(huì)出現(xiàn)緩慢的滑動(dòng)。其實(shí)這在最近實(shí)際發(fā)生的大地震（阪神·淡路大地震，2003年的十勝外海M8.0地震，等）中并沒有被觀測(cè)到（注：2011年3月11日東北太平洋9.0級(jí)巨震前也未觀測(cè)到預(yù)滑）。
圖2 東海地震、南海地震的震中和歷史
阪神·淡路大地震發(fā)生以后又撥下巨額預(yù)算，現(xiàn)在分布在日本全國(guó)。2 000個(gè)地震觀測(cè)點(diǎn)，全世界的地震學(xué)者都從中得益，而且還建造了1 000多處GPS基站，能實(shí)時(shí)掌握日本地面的動(dòng)向。此外，為了在發(fā)生大地震的南海海溝調(diào)查震源的實(shí)際狀況，全世界最大的深海探測(cè)船“地球”號(hào)一直在進(jìn)行探測(cè)和挖掘。最近成為這些研究的主導(dǎo)力量的年輕人確實(shí)十分活躍。
如上所述，地震的基礎(chǔ)研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，然而，“短期預(yù)報(bào)”研究卻依然幾乎得不到任何支持。在國(guó)策研究中，獨(dú)立行政法人得到的研究經(jīng)費(fèi)多達(dá)數(shù)百億日元，而真正承擔(dān)研究主要任務(wù)的大學(xué)相關(guān)預(yù)報(bào)項(xiàng)目在研究規(guī)模達(dá)到200人左右的情況下每年獲得的經(jīng)費(fèi)支持僅僅停留在4億日元的水平，其中撥給短期預(yù)報(bào)研究的經(jīng)費(fèi)更是少得可憐，不過1 000萬日元左右。
5 阪神·淡路大地震后短期預(yù)報(bào)提上議事日程
沒有任何依據(jù)的預(yù)知、預(yù)測(cè)屬于求神問卜的世界，要實(shí)現(xiàn)科學(xué)的預(yù)報(bào)則需要捕捉到某些前兆現(xiàn)象。為此，首先需要做的是監(jiān)視大地中應(yīng)變積累隨時(shí)間的增加狀況。事實(shí)上，認(rèn)為“東海地震可以預(yù)知”的唯一根據(jù)是1944年東南海地震（M7.9）發(fā)生前，在靜岡縣掛川發(fā)現(xiàn)的異常隆起。能夠測(cè)定到地底深處應(yīng)變變動(dòng)的現(xiàn)代化的深井地震觀測(cè)對(duì)東海地震以外的地震應(yīng)該也能發(fā)揮作用。也許我們不應(yīng)該因?yàn)榭吹焦饪康卣饍x的部署似乎沒什么發(fā)現(xiàn)就放棄對(duì)前兆的探尋。重要的是應(yīng)對(duì)前兆現(xiàn)象進(jìn)行全面深入的研究。
話說回來，其實(shí)前兆現(xiàn)象未必就是引發(fā)地震的主要原因。比如，我們很難想象大地電流異常會(huì)導(dǎo)致地震發(fā)生。前兆現(xiàn)象只要是那些因?yàn)橹饾u增強(qiáng)的應(yīng)力而發(fā)生在地震前的現(xiàn)象就行。即便無法弄清“地震破壞核的形成”等與實(shí)際地震發(fā)生的機(jī)理，“短期預(yù)報(bào)”依然是可能的。這個(gè)視角非常重要，并且也需要有徹底的基礎(chǔ)研究作為支撐。那么，究竟存在怎樣的前兆現(xiàn)象？
不可否認(rèn)的短期前兆除了一些宏觀異常以外，還有氡氣、二氧化碳的氣體釋放、地下水水位變動(dòng)、電磁波變動(dòng)等非力學(xué)現(xiàn)象。地震預(yù)報(bào)的主要流派對(duì)此持無可無不可的態(tài)度，根本不把它們當(dāng)回事，其實(shí)在神戶醫(yī)科大學(xué)觀測(cè)到的氡氣的異常釋放非常顯著（圖3）。
圖3 阪神·淡路大地震前在神戶觀測(cè)到的氡氣濃度異常
阪神·淡路大地震在電磁波前兆觀測(cè)方面也留下了劃時(shí)代的成果。1980年代，當(dāng)?shù)卣饘W(xué)專家的地震觀測(cè)悲觀論占據(jù)上風(fēng)的時(shí)候，同一時(shí)期在世界各地開始了對(duì)地震相關(guān)電磁波現(xiàn)象的有組織的研究?，F(xiàn)在該研究已經(jīng)發(fā)展成一個(gè)非常活躍的研究領(lǐng)域——“地震電磁波學(xué)”。眾所周知，當(dāng)物品損壞時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流、發(fā)出光芒，其實(shí)在損壞前也會(huì)發(fā)生類似現(xiàn)象。
筆者之所以在1984年忽然意識(shí)到地震短期預(yù)報(bào)的可能性，源于跟VAN法的接觸。VAN法是由Varotsos、Alexopoulos以及Nomicos 3位希臘物理學(xué)家創(chuàng)始的方法。他們指出：通過對(duì)地下流通的大地電流持續(xù)進(jìn)行連續(xù)、多點(diǎn)觀測(cè)，就能發(fā)現(xiàn)地震前出現(xiàn)的信號(hào)，大致了解震源、震級(jí)和發(fā)生時(shí)期。這幾乎是唯一一個(gè)在近30年間不斷產(chǎn)生實(shí)際成果的短期地震預(yù)報(bào)方式，不論在實(shí)證方面還是在理論方面都是世界上最為確定的方法。以地震發(fā)生時(shí)間在數(shù)小時(shí)到一個(gè)月間、震中位置在100km以內(nèi)、震級(jí)在0.7以內(nèi)為成功基準(zhǔn)的話，通過這個(gè)方法他們幾乎成功預(yù)報(bào)了希臘發(fā)生的所有5.5級(jí)以上的地震。
這是一個(gè)非常令人震驚的方法，筆者也曾有幸數(shù)次在現(xiàn)場(chǎng)目睹它的成功。然而，盡管VAN法獲得了希臘人民的信賴，但也許因?yàn)閯?chuàng)始人不是地震學(xué)專家（物理學(xué)家），他們?cè)诘卣饘W(xué)界不太被認(rèn)可。但在最近，事實(shí)證明全世界的地震現(xiàn)象都屬于非線性物理學(xué)的臨界現(xiàn)象，使得對(duì)這個(gè)方法的評(píng)價(jià)急劇飆升。
當(dāng)然，地震電磁波學(xué)的先驅(qū)主要都是物理學(xué)家、電氣通訊工程學(xué)家、天文學(xué)家等等，而不是地震學(xué)專家。在日本，也有幾位研究人員進(jìn)行各種頻段電磁波的觀測(cè)，只是與地震預(yù)報(bào)國(guó)家計(jì)劃毫不相關(guān)，并且也缺乏相互間的協(xié)作。但是，在阪神·淡路大地震發(fā)生以后，通過對(duì)比各自的測(cè)定結(jié)果，地震前兆現(xiàn)象自然就浮出了水面。
電磁波方面的前兆大致可以分為兩種，每種都跟寬頻帶領(lǐng)域相關(guān)。其一是來自震源的信號(hào)，其二是人工電磁波，比如電波的傳播異常。
后者就是震源上空電磁波的傳播路徑性質(zhì)的變化。地震前從震源發(fā)出電磁信號(hào)是容易理解的，但在地震前發(fā)生在地下數(shù)公里的震源是否真的就會(huì)影響到電波的通道（如高達(dá)100km上空的性質(zhì)）呢？這就有些匪夷所思了。不過，觀測(cè)事實(shí)卻強(qiáng)烈地顯示了這一點(diǎn)。最近，巖石圈－大氣層－電離層相互作用在國(guó)際上也成為了最前端的研究主題（圖4）。高頻段（FM電波）傳播相關(guān)現(xiàn)象是由八岳南麓天文臺(tái)的串田嘉男發(fā)現(xiàn)的，屬于純粹發(fā)生在日本的現(xiàn)象?，F(xiàn)在其他研究人員也在開始對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的研究，北海道大學(xué)森谷武男博士等人的成果已經(jīng)逐漸接近實(shí)用化階段。
圖4 短期預(yù)報(bào)所需觀測(cè)概念圖
說到實(shí)用化，同樣關(guān)于電波傳播的，還有電氣通信大學(xué)的早川正士教授等人進(jìn)行的低頻段領(lǐng)域的前兆研究。據(jù)說由于是對(duì)電波異常進(jìn)行觀測(cè)，如今應(yīng)該已經(jīng)可能預(yù)報(bào)日本全國(guó)的地震，因此，他們創(chuàng)建了公司，并將在近期內(nèi)開始預(yù)報(bào)信息的有償提供。獲取的利益將用以充實(shí)少得可憐的研究經(jīng)費(fèi)，以便繼續(xù)進(jìn)行研究。地震預(yù)報(bào)原本是和社會(huì)密切相關(guān)的實(shí)用性研究。只要是正當(dāng)?shù)目茖W(xué)，這條道路就是正確并有望成功的。
從與社會(huì)的關(guān)系來講，最近也有因?yàn)椤皼]有預(yù)報(bào)”而被追究責(zé)任，并被判過失致死罪的消息鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)。那就是2009年發(fā)生在意大利，死亡300人的拉奎拉地震（M6.3）。國(guó)際上也傳出了擁護(hù)科學(xué)家的聲音，表示不應(yīng)當(dāng)追究科學(xué)家未能預(yù)報(bào)的責(zé)任。然而，據(jù)說當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況是，地震活動(dòng)已經(jīng)持續(xù)了半年，民眾的不安情緒日益高漲。就在地震發(fā)生1周前，政府委員會(huì)的學(xué)者在電視上告訴大家：“不會(huì)發(fā)生大地震的，放心吧。”如果這種傳言屬實(shí)的話，那就不是沒有預(yù)報(bào)，而是做出了錯(cuò)誤的預(yù)報(bào)讓大家“放心”。并且，如果他們平常就堅(jiān)持無法預(yù)報(bào)的論調(diào)的話，這種行為就不可原諒了。我的話題又扯遠(yuǎn)了。
如果上層大氣·電離層發(fā)生異常狀況，就應(yīng)該進(jìn)行實(shí)地測(cè)量。事實(shí)上，經(jīng)臺(tái)灣中央大學(xué)的劉正彥教授和東京學(xué)蕓大學(xué)的鴨川仁博士等人證實(shí)，電離層的電子密度在大地震發(fā)生的數(shù)日前會(huì)減少。而另一方面，法國(guó)在2004年發(fā)射了小型衛(wèi)星DEMETER，用以觀測(cè)電離層的異常狀況，并已在全世界9 000個(gè)4.8級(jí)以下的地震中，發(fā)現(xiàn)地震發(fā)生數(shù)小時(shí)前電離層內(nèi)VLF段電波強(qiáng)度有所降低。
6 擱淺的地震綜合前沿計(jì)劃
阪神·淡路大地震發(fā)生以后，在日本地震預(yù)報(bào)研究尚處于摸索階段時(shí)，由于爭(zhēng)取到了幾位理解人士，當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)廳啟動(dòng)了“地震綜合前沿計(jì)劃”，為理化學(xué)研究所出資，推動(dòng)大地電流和地磁場(chǎng)觀測(cè)為中心的研究。我們?cè)谌f分感激之下，招募同仁以東海大學(xué)為據(jù)點(diǎn)負(fù)責(zé)整個(gè)項(xiàng)目。還有當(dāng)時(shí)的宇宙開發(fā)事業(yè)團(tuán)出資資助關(guān)于電波傳播異常的研究，前面提到的早川正士教授成為研究負(fù)責(zé)人。
筆者這一組人在全日本部署了許多VAN觀測(cè)點(diǎn)，一股腦兒地鉆進(jìn)了觀測(cè)工作中。比如巖手山麓的觀測(cè)點(diǎn)一天突然觀測(cè)到明顯的信號(hào)，兩周后就發(fā)生了6級(jí)地震。這恐怕就是前兆了。2000年三宅島火山爆發(fā)時(shí)，伊豆群島海域發(fā)生了大規(guī)模群發(fā)地震。我們?cè)谄鋬赡臧肭熬驮谛聧u部署了大地電流觀測(cè)點(diǎn)，在2000年發(fā)生群發(fā)地震的兩個(gè)月前，觀測(cè)數(shù)據(jù)突然發(fā)生了變化。除此以外，也有好幾個(gè)類似的事例。VAN法同樣適用于日本。
有了這些成果，我們也受到了國(guó)際外部評(píng)估委員會(huì)的好評(píng)。然而，為時(shí)已晚，“政府”的基本方針已定，認(rèn)定“短期預(yù)報(bào)不可行”，拒絕了我們延長(zhǎng)計(jì)劃的申請(qǐng)。當(dāng)我們向負(fù)責(zé)的官員咨詢“為什么評(píng)估良好的計(jì)劃不能繼續(xù)”時(shí)，給我們的回答是“無需再議。你們那是科學(xué)評(píng)估，我們這是行政評(píng)估?！边@就是日本的評(píng)估體系的現(xiàn)實(shí)，疲于評(píng)估、手續(xù)繁瑣。
如此一來，我們部署在全國(guó)的40多個(gè)觀測(cè)點(diǎn)被迫關(guān)張大吉。那些放棄穩(wěn)定職業(yè)、從全國(guó)各地前來支持我們的同仁志士也陷入失業(yè)的漩渦。如今，我們只是些茍延殘喘的漏網(wǎng)之魚。一位失業(yè)同仁回返故鄉(xiāng)，成為市議會(huì)議員，在工作之余仍然矢志研究，并在最近剛剛拿到了學(xué)位。這樣的市議會(huì)議員如今在全世界也是罕見的吧。
宇宙開發(fā)事業(yè)團(tuán)支持的項(xiàng)目也和我們經(jīng)歷了同樣的命運(yùn)。2002年以后，“政府”預(yù)算完全中斷。一般的科研經(jīng)費(fèi)只要研究人員申請(qǐng)并通過審查就可以領(lǐng)到研究資金。然而，現(xiàn)在文部科學(xué)省的科研項(xiàng)目中只有“地震災(zāi)害和預(yù)測(cè)”這個(gè)細(xì)項(xiàng)，卻沒有明確顯示“地震預(yù)報(bào)”的內(nèi)容。這很大程度上打擊了有志從事“地震預(yù)報(bào)”研究者的申請(qǐng)積極性，而且，預(yù)報(bào)研究的申請(qǐng)無法通過審查已經(jīng)成為一般常識(shí)。
今年適逢十年一度的細(xì)項(xiàng)重審的年度，地震學(xué)會(huì)也收到了添加“地震預(yù)報(bào)”細(xì)項(xiàng)的提議，然而，在代議員會(huì)上，強(qiáng)烈反對(duì)意見占據(jù)了優(yōu)勢(shì)。他們口口聲聲堅(jiān)持“既然已經(jīng)排除出去了就沒必要一切回到從前?！薄翱蒲薪?jīng)費(fèi)是促進(jìn)科學(xué)研究的費(fèi)用，不適合資助預(yù)報(bào)這種學(xué)術(shù)外的東西?！薄暗卣痤A(yù)報(bào)有特別預(yù)算的支持資金已經(jīng)夠多了，沒必要又從科研經(jīng)費(fèi)中撥款支持?！闭媸遣恢疲?/p>
不過，我們并沒有放棄研究。非但如此，依靠這些少得可憐的研究經(jīng)費(fèi)，我們展開了積極的國(guó)際共同研究，還舉辦了國(guó)際會(huì)議。事實(shí)上，地球物理學(xué)最大的國(guó)際組織IUGG，2001年還設(shè)立了“地震與火山電磁研究：EMSEV”工作委員會(huì)，筆者擔(dān)任了首屆委員長(zhǎng)，現(xiàn)由東海大學(xué)的長(zhǎng)尾年恭教授擔(dān)任秘書長(zhǎng)。地震電磁學(xué)研究方法并非無懈可擊，其中也存在著大量問題。正因?yàn)槿绱瞬判枰芯?，并且需要進(jìn)行“基礎(chǔ)研究”。
最后講一件趣事。我們難以想象電磁前兆現(xiàn)象會(huì)引發(fā)地震，但對(duì)地下人為施加強(qiáng)力電流似乎能夠誘發(fā)地震。俄羅斯人曾經(jīng)做過一個(gè)實(shí)驗(yàn)，在前蘇聯(lián)領(lǐng)土吉爾吉斯斯坦的天山山脈向地下輸入2.8kA的電流，他們觀察到第3天開始地震增加，這種現(xiàn)象在數(shù)日內(nèi)平復(fù)。也就是說發(fā)生了能量100萬倍于輸入電流能量的地震。因此，可以斷定：電流不是造成地震的原因，但是的確起到了刺激并誘發(fā)地震的作用。
既然如此，日本似乎也有可能在東京大地震或東海大地震發(fā)生前找到平緩地震能量釋放的方法。預(yù)報(bào)無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但控制可以。實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家可能進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)，甚至有可能控制走在預(yù)報(bào)之前。然而，可怕的是，萬一誘發(fā)大地震怎么辦？這才是需要基礎(chǔ)研究發(fā)揮重要作用的地方。近期內(nèi)，為了推進(jìn)與吉爾吉斯斯坦的共同研究，我們將再度前往當(dāng)?shù)亍?/p>
7 這次可不相同
“地震短期預(yù)報(bào)”的確不容易，但它不同于長(zhǎng)生不老藥和永動(dòng)機(jī)的研究，只是普通意義上的科學(xué)作業(yè)，成功是完全可以指望的。但是，為此卻迫切需要改革，以擺脫現(xiàn)在這種缺乏研究的體制。我們并不是要求停止地震觀測(cè)。短期預(yù)報(bào)的主角不是地震觀測(cè)，在這種意識(shí)的前提下，我們只想呼吁哪怕?lián)芙o我們1%的人員和預(yù)算進(jìn)行“短期預(yù)報(bào)”研究。
地震預(yù)報(bào)的歷史是樂觀論和悲觀論反復(fù)的歷史，這是一個(gè)發(fā)人深省的事實(shí)。然而，我們所提倡的短期預(yù)報(bào)可能論和以往的回歸樂觀論有本質(zhì)性的區(qū)別。以往的樂觀論都是在地震學(xué)范疇內(nèi)展開的。在地震學(xué)范疇里無法實(shí)現(xiàn)短期預(yù)報(bào)，因此，悲觀論理所當(dāng)然一直占據(jù)上風(fēng)。偶然的一兩次成功才給了樂觀論抬頭的機(jī)會(huì)，但勢(shì)必不會(huì)長(zhǎng)久。即便是在海城地震中取得巨大成功，那也是因?yàn)橛辛嗽S多宏觀異常和前震的支持，這在沒有前震的唐山大地震中就失敗了。歸根結(jié)底，現(xiàn)在還沒有一個(gè)僅僅靠地震學(xué)成功預(yù)報(bào)的地震。
但我們這次的經(jīng)歷是不同的。因?yàn)檎嬲霈F(xiàn)了以科學(xué)手法捕捉短期前兆的人，并且事實(shí)上已經(jīng)成功地預(yù)報(bào)了大量地震?？傊?，就是“你們的悲觀論沒有錯(cuò)，但我們是能夠成功預(yù)報(bào)的”。
但是，日本的地震預(yù)報(bào)計(jì)劃仍然需要一場(chǎng)根本性的意識(shí)變革。與占據(jù)了固體地球物理學(xué)首位的地震學(xué)相比，地震預(yù)報(bào)學(xué)還是一門剛剛嶄露頭角的跨學(xué)科科學(xué)。需要我們認(rèn)識(shí)到地震學(xué)和地震預(yù)報(bào)學(xué)屬于“不同學(xué)問”，為實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科短期預(yù)報(bào)而集中力量進(jìn)行教育和研究。
即便是地震電磁場(chǎng)，在進(jìn)入多頻段觀測(cè)體系的全國(guó)部署階段時(shí)，也會(huì)需要以數(shù)十億計(jì)的資金投入。不過現(xiàn)在尚處于研究階段，還無需如此巨額的投入。研究經(jīng)費(fèi)少上一位數(shù)甚至更多都沒有關(guān)系。而且，從我們研究團(tuán)隊(duì)的現(xiàn)狀來看，比起10億日元的一次性研究經(jīng)費(fèi)支持，每年1億日元、10年持續(xù)的經(jīng)費(fèi)支持更為理想。
對(duì)我們來說，短期預(yù)報(bào)是包括在學(xué)問研究射程之內(nèi)的，問題在于沒有推動(dòng)該項(xiàng)研究的人才。即便有了人才，已有的系統(tǒng)卻沒有給有志短期預(yù)報(bào)的研究人員準(zhǔn)備職位。這是目前面臨的最大的問題。要突破和解決這個(gè)問題，首先需要在一兩所大學(xué)創(chuàng)立由適當(dāng)成員組成的地震預(yù)報(bào)學(xué)部門。幸運(yùn)的是，我們還有能擔(dān)當(dāng)此任的失業(yè)的優(yōu)秀研究人員。他們從事的研究和教育將為實(shí)現(xiàn)下一代實(shí)用性預(yù)報(bào)而培養(yǎng)人才。聽起來似乎來日方長(zhǎng)，但畢竟研究的源頭是人，培養(yǎng)人的是教育。教育培養(yǎng)人才速度之快有時(shí)出乎眾人的預(yù)料。
人口急劇增加、經(jīng)濟(jì)有望高速發(fā)展的亞洲、中東和中南美地區(qū)是地震頻發(fā)區(qū)，“短期地震預(yù)報(bào)”必將為這些地區(qū)的居民帶來放心、安全的生活。這也是日本應(yīng)該并可能做到的最大的國(guó)際貢獻(xiàn)。
譯自：中央公論.2011年4月號(hào)：196－208
原題：どうする！日本の地震予知
（北京語言大學(xué)外國(guó)語學(xué)院 文 俊 譯；朱傳鎮(zhèn) 校）
（譯者電子信箱，文 ?。簀unwenjw＠hotmail.com）
P315；
A；
10.3969/j.issn.0235－4975.2011.11.003
2011－10－24。
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上田誠(chéng)也
（日本學(xué)士院院士，東京大學(xué)名譽(yù)教授）
日本的地震預(yù)報(bào)將何去何從！＊
上田誠(chéng)也
（日本學(xué)士院院士，東京大學(xué)名譽(yù)教授）
各位讀者想必都深信日本一直在進(jìn)行地震預(yù)報(bào)的研究吧？事實(shí)卻與大家心中所想的大相徑庭。我們無需浪費(fèi)口舌強(qiáng)調(diào)預(yù)報(bào)地震有多么重要，要知道一旦遭遇地震，損失的不僅是大量的財(cái)產(chǎn)，還有眾多寶貴的生命。要減輕地震災(zāi)害造成的影響，需要從加強(qiáng)建筑和基礎(chǔ)設(shè)施的抗震性能以及預(yù)報(bào)地震這兩方面入手。
在日本，第一個(gè)方面得到了大力推進(jìn)。即便如此，大地震仍然時(shí)常帶來巨大的危害。但凡能提前一天、甚至一個(gè)小時(shí)預(yù)報(bào)到地震，就能挽救無數(shù)生命。也正是出于這個(gè)理由，所有輿論調(diào)查都表明，人們認(rèn)為提高預(yù)報(bào)地震的能力是最緊迫的課題。
然而，就是我們這個(gè)號(hào)稱擁有全世界獨(dú)一無二的地震觀測(cè)網(wǎng)的國(guó)家，目前還沒有一次成功預(yù)報(bào)地震的經(jīng)驗(yàn)。不，應(yīng)該說是從來沒有進(jìn)行過預(yù)報(bào)。而在另一方面，國(guó)家級(jí)地震預(yù)報(bào)研究項(xiàng)目早在數(shù)十年前就已啟動(dòng)。這只能說明，日本并未進(jìn)行真正意義上的預(yù)報(bào)研究。
原因何在？問題出在哪里？我們?cè)摬扇∈裁磳?duì)策來解決這個(gè)問題？——這正是筆者要在本文中討論的主題。
筆者個(gè)人在東京大學(xué)地震研究所工作了近30年，一直從事地球板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的研究，跟地震預(yù)報(bào)沒有直接關(guān)系。但是，直到自己快退休了，才因?yàn)橐粋€(gè)偶然的原因意識(shí)到地震預(yù)報(bào)的重要性，因此，筆者在國(guó)家級(jí)地震預(yù)報(bào)研究項(xiàng)目中從未登上過領(lǐng)導(dǎo)的舞臺(tái)。以下見解純屬少數(shù)意見，但其正確性卻是可以保證的。論述過程中還會(huì)時(shí)不時(shí)地脫離主線聊到別的內(nèi)容，望各位海涵。
1 短期預(yù)報(bào)才是王道
地震是大地的震動(dòng)，是伴隨著地下巖層的破壞而發(fā)生的震動(dòng)，又叫地震波。這里所謂的破壞，指的就是斷層由于巖層所受應(yīng)力而發(fā)生的急劇錯(cuò)動(dòng)。阪神·淡路大地震（即兵庫縣南部地震）時(shí)，淡路島的野島斷層的錯(cuò)位有1～2m。板塊構(gòu)造理論認(rèn)為：各板塊以每年數(shù)厘米的速度緩慢運(yùn)動(dòng)時(shí)，由相互擠壓和滑動(dòng)在板塊之間產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力積累到一定程度，板塊邊界就會(huì)斷裂發(fā)生地震。
20世紀(jì)后半葉，板塊構(gòu)造理論給地球科學(xué)帶來了革命。該理論揭示：在大約100km厚的地球表層由數(shù)十個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的板塊組成。全世界的地震主要都發(fā)生在各板塊的交界處。由于太平洋板塊和菲律賓海板塊匯聚并在日本列島向下俯沖，導(dǎo)致全世界大約10%的地震都發(fā)生在日本地區(qū)（圖1）。
圖1 日本周邊的板塊分布
通過以上說明大致了解了地震發(fā)生的原因。然而，僅僅了解現(xiàn)象的含義及其原因是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能進(jìn)行預(yù)測(cè)的，這是個(gè)普遍的道理，不僅適用于股票市場(chǎng)，也適用于人的生死。根據(jù)時(shí)間的長(zhǎng)短，地震預(yù)報(bào)大致可以分為長(zhǎng)期 （10年以上）、中期（數(shù)年）和短期（1年以內(nèi)）這3種。所謂長(zhǎng)期或中期預(yù)報(bào)，指的是依據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)做出概率預(yù)測(cè)，預(yù)報(bào)今后的x年里將在A地區(qū)發(fā)生M 級(jí)地震的概率。這兩種預(yù)報(bào)在進(jìn)行城市規(guī)劃和設(shè)定地震保險(xiǎn)費(fèi)時(shí)可資參考，但預(yù)報(bào)的終究不過是概率。本文主要聚焦于“短期預(yù)報(bào)”。這才是直接關(guān)系民眾存亡的預(yù)報(bào)，是科學(xué)領(lǐng)域的最高挑戰(zhàn)。
最近，“緊急地震速報(bào)”成為人們?cè)掝}的焦點(diǎn)。然而，遠(yuǎn)離震源、有時(shí)間發(fā)布警告的情況下是不會(huì)有巨大的損失發(fā)生的，而一旦在近處發(fā)生大地震，能發(fā)布警報(bào)的時(shí)間又幾近于零。在督促大工廠和精密機(jī)械停止作業(yè)、命令新干線和高速行駛車輛減速、以及幫助正在進(jìn)行中的外科手術(shù)采取應(yīng)急措施方面，“緊急地震速報(bào)”可能有一定的作用。然而，這并不是真正的地震預(yù)報(bào)。
所謂地震預(yù)報(bào)，必須能在一定程度上精確地顯示地震發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和強(qiáng)度這3項(xiàng)內(nèi)容，否則就失去了意義。只是預(yù)言“日本將會(huì)發(fā)生大地震”是沒有意義的，同理，上述3項(xiàng)內(nèi)容也是缺一不可的。根據(jù)目的和社會(huì)狀況的不同，對(duì)精確程度的要求也是有差別的。從目前預(yù)報(bào)技術(shù)的能力來看，時(shí)間、地點(diǎn)、強(qiáng)度的精確度分別應(yīng)該能夠達(dá)到數(shù)日、100km半徑以及震級(jí)在1級(jí)以內(nèi)。
在這里需要對(duì)地震的規(guī)模、烈度和震級(jí)（magnitude）稍加說明。所謂烈度，指的是某個(gè)特定地點(diǎn)振動(dòng)的激烈程度。而震級(jí)（M）指的則是地震能量的規(guī)模。它們的關(guān)系跟電燈照射下某一處的亮度（lux）和電燈的瓦數(shù)的關(guān)系是同樣的。
還需順帶提到的是，震級(jí)低的地震數(shù)量占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，然而，釋放能量的絕大部分還是來自少數(shù)幾次大地震。因?yàn)檎鸺?jí)高一級(jí)，地震的頻度也會(huì)降為1/10，然而，其釋放的能量卻會(huì)提高到30倍。一次震級(jí)為7的地震所釋放的能量，可以抵得上1 000次震級(jí)為5的地震釋放的能量。
還是回到主題，上述地震預(yù)報(bào)的3項(xiàng)內(nèi)容當(dāng)中，最難的是時(shí)間，并且，該項(xiàng)內(nèi)容是地震預(yù)報(bào)的核心內(nèi)容。地點(diǎn)、強(qiáng)度兩項(xiàng)均能基于以往的地震觀測(cè)和對(duì)板塊構(gòu)造理論的理解做出一定的預(yù)測(cè)，但對(duì)短期預(yù)報(bào)，過去的震例卻用處不大。檢測(cè)到前兆現(xiàn)象是最重要的。
2 地震預(yù)報(bào)迷失的歷史
還是否認(rèn)？——地震預(yù)報(bào)的歷史也可以稱得上是這兩種立場(chǎng)相互沖突的歷史。
日本于1880年創(chuàng)設(shè)了全世界第一個(gè)地震學(xué)會(huì)。1891年發(fā)生了濃尾地震（M8.0），翌年設(shè)立了“震災(zāi)預(yù)防調(diào)查會(huì)”。
其后，圍繞著關(guān)東地震，大森房吉（東京帝國(guó)大學(xué)地震學(xué)教授）和今村明恒（東京帝國(guó)大學(xué)地震學(xué)副教授）間展開了那場(chǎng)有名的“預(yù)報(bào)之爭(zhēng)”。1905年，今村在他的論文中提到今后50年內(nèi)關(guān)東將有可能發(fā)生大地震。這個(gè)觀點(diǎn)為當(dāng)時(shí)的媒體所利用，助長(zhǎng)了社會(huì)不安情緒的蔓延。今村的上司大森不斷攻擊他，將其觀點(diǎn)視為“妖言惑眾”。然而，就在
有關(guān)地震發(fā)生前的異?，F(xiàn)象早在古希臘和《日本書紀(jì)》就有過記載。這些不依賴于觀測(cè)設(shè)備、僅僅依靠人類感官察覺到的現(xiàn)象又被稱為宏觀異常，即使在現(xiàn)代仍然能看到許多相關(guān)報(bào)告。所有這些報(bào)告不可能都有意義，但其中也不乏難以否認(rèn)的事實(shí)。該承認(rèn)1923年發(fā)生了關(guān)東大地震。當(dāng)時(shí)大森正在出席澳大利亞的國(guó)際會(huì)議，在當(dāng)?shù)伢@訝地看到地震計(jì)的振動(dòng)后，他急忙趕回國(guó)內(nèi)，向今村致歉。這個(gè)事件貌似象征著預(yù)報(bào)派的勝利，其實(shí)今村當(dāng)時(shí)屬于少數(shù)派。
關(guān)東大地震發(fā)生以后，“震災(zāi)預(yù)防調(diào)查會(huì)”被廢除。1925年，東京帝國(guó)大學(xué)地震研究所成立。當(dāng)時(shí)特別重視地震學(xué)的基礎(chǔ)性研究和減災(zāi)方法的研究。
地震預(yù)報(bào)研究真正迎來轉(zhuǎn)機(jī)是在1962年左右。在由坪井忠二、河達(dá)清夫、荻原尊禮等地震學(xué)先賢主導(dǎo)描繪的藍(lán)圖的基礎(chǔ)上，1965年“地震預(yù)報(bào)研究計(jì)劃”作為國(guó)家計(jì)劃納入預(yù)算計(jì)劃（第一年預(yù)算額度為2.1億日元）。1964年發(fā)生的新瀉地震（M7.5）在其中起到了推波助瀾的作用。
計(jì)劃的內(nèi)容是要嘗試所有貌似有望的觀測(cè)方式。要大力加強(qiáng)大地測(cè)量、地震、活斷層調(diào)查、地磁場(chǎng)和大地電流觀測(cè)等等。國(guó)立大學(xué)集中資金和人員建設(shè)和完善微小地震和極微小地震觀測(cè)網(wǎng)。計(jì)劃剛剛啟動(dòng)，1965年至1967年間就發(fā)生了松代群發(fā)地震、1968年發(fā)生了十勝外海地震（M7.9），損失慘重。這支持了積極推進(jìn)計(jì)劃的觀點(diǎn)，使預(yù)報(bào)實(shí)用化被提上議事日程。于是從第2次計(jì)劃開始，去掉了“地震預(yù)報(bào)研究計(jì)劃”中的“研究”二字，成了“地震預(yù)報(bào)計(jì)劃”。這種動(dòng)向也是追趕世界樂觀潮流的一個(gè)結(jié)果，只是沒人會(huì)想到其中存在一個(gè)陷阱。
實(shí)用的預(yù)報(bào)是短期預(yù)報(bào)，為此需要捕捉短期的前兆現(xiàn)象。地震觀測(cè)并不適合于這個(gè)目的，因?yàn)榈卣饍x只能檢測(cè)到已經(jīng)發(fā)生的地震的訊息。要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，不僅需要進(jìn)行地殼變動(dòng)觀測(cè)，還需要對(duì)地下水、氡等氣體的釋放、地磁場(chǎng)和大地電流的異常變化進(jìn)行非地震觀測(cè)。地震學(xué)專家們其實(shí)對(duì)此心知肚明，但卻無法轉(zhuǎn)換思路，仍然沿用了既定路線，重視地震觀測(cè)。
就在實(shí)用化這個(gè)名目下，地震觀測(cè)得以進(jìn)一步加強(qiáng)。雖然明知這并不適用于短期預(yù)報(bào)，還是想要不斷增加觀測(cè)點(diǎn)，不斷跟上儀器更新?lián)Q代的步伐。就這樣，許多地震研究人員迷失在觀測(cè)業(yè)務(wù)之中，逐漸忘記原本的研究目的。我實(shí)際目睹了這種狀況。這樣是產(chǎn)生不了成果的。于是在以后的5年計(jì)劃中，都會(huì)牽強(qiáng)附會(huì)，謳歌其間取得的或許并沒有實(shí)質(zhì)性內(nèi)容的進(jìn)步和發(fā)展。
而另一方面在海外，前蘇聯(lián)關(guān)注種種前兆現(xiàn)象展開諸多研究，中國(guó)的海城地震（1975年M7.4地震）取得了在中短期預(yù)報(bào)方面的戲劇性的成功，美國(guó)出現(xiàn)了Scholz理論看似能夠統(tǒng)一說明前兆現(xiàn)象 70年代充斥著樂觀論調(diào)，認(rèn)為解決短期地震預(yù)報(bào)難題已指日可待。彼時(shí)日本正在推進(jìn)第2、第3次計(jì)劃。這種樂觀論調(diào)沒有持續(xù)多久，中國(guó)在唐山大地震（1976年M7.8地震）中沒能成功進(jìn)行短期預(yù)報(bào)，死亡人數(shù)超過20萬人。其實(shí)，除海城地震以外，再?zèng)]有對(duì)一次地震成功做出過預(yù)報(bào)。其后，Scholz理論失勢(shì)，在70年代后期的美國(guó)及其他許多國(guó)家，悲觀論調(diào)卷土重來，占領(lǐng)了主導(dǎo)地位。
美國(guó)大多數(shù)地震都發(fā)生在加利福尼亞的圣安德烈斯斷層帶上，自從那里開始觀測(cè)以來，有一處幾乎每22年都會(huì)發(fā)生6級(jí)地震。于是，地震學(xué)專家們?cè)谶@里鋪設(shè)了大型的觀測(cè)網(wǎng)。1985年預(yù)報(bào)未來5年內(nèi)將發(fā)生6級(jí)的地震，7年過去了，這個(gè)預(yù)報(bào)時(shí)間范圍縮短到了72小時(shí)以內(nèi)。然而，地震沒有發(fā)生。6級(jí)地震在12年后的2004年發(fā)生。由于預(yù)測(cè)周期約為22年，所以這次地震的長(zhǎng)期、中期和短期預(yù)報(bào)都失敗了。
與美國(guó)形成對(duì)照的是俄羅斯等前蘇聯(lián)各國(guó)、中國(guó)、希臘、意大利、法國(guó)、墨西哥、土耳其、印度等國(guó)，盡管也彌漫著悲觀論調(diào)，但這些國(guó)家現(xiàn)在仍然執(zhí)著地進(jìn)行著短期預(yù)報(bào)的研究。
3 不進(jìn)行預(yù)報(bào)的“預(yù)報(bào)計(jì)劃”
讓我們?cè)倩貧w主題。究竟是什么導(dǎo)致日本進(jìn)行的這個(gè)國(guó)家規(guī)模的地震預(yù)報(bào)計(jì)劃淪為“根本不進(jìn)行地震預(yù)報(bào)研究”的計(jì)劃的呢？
先說說我的結(jié)論吧。日本的地震預(yù)報(bào)計(jì)劃從始至終進(jìn)行的都是不適于短期預(yù)報(bào)的地震觀測(cè)，因此，也未能預(yù)報(bào)出1995年的阪神·淡路大地震。面對(duì)日益增多的批判聲音，從各種層面對(duì)預(yù)報(bào)計(jì)劃進(jìn)行了重新探討，并頭一次在一直不處于領(lǐng)導(dǎo)地位的新一代研究人員的主導(dǎo)下進(jìn)行了重新探討。在熱烈討論之后，得出了“將研究重點(diǎn)從對(duì)前兆現(xiàn)象的探索轉(zhuǎn)移到對(duì)地震現(xiàn)象全過程的基礎(chǔ)研究上”的結(jié)論。從樂觀論到悲觀論、從積極論到消極論——這是一個(gè)典型的回歸現(xiàn)象。
其結(jié)果就是，短期預(yù)報(bào)被暫時(shí)擱置，1999年啟動(dòng)了題為“為實(shí)現(xiàn)地震預(yù)報(bào)的新觀測(cè)研究計(jì)劃”的新計(jì)劃，現(xiàn)在正處于第3次計(jì)劃的實(shí)施過程中。他們的意見是：地震預(yù)報(bào)誰也做不到，所以也不做研究。
然而，他們的討論前提是：以往的計(jì)劃總是在尋找前兆。而筆者要說的是，這是對(duì)事實(shí)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。幾乎沒人探索過真正的前兆現(xiàn)象，但是，在過去的數(shù)十年間，表面上都在為檢測(cè)前兆現(xiàn)象而努力，現(xiàn)在就沒法否認(rèn)這個(gè)“事實(shí)”，于是理由就變成：前兆檢測(cè)沒能成功。這個(gè)困難沒人能夠克服，目前還是先別做了。進(jìn)而整個(gè)機(jī)構(gòu)選擇了一個(gè)安全的落點(diǎn)：在今后的地震預(yù)報(bào)研究中，集中力量進(jìn)行基礎(chǔ)研究。
但是，這就給 “完全停止所有短期預(yù)報(bào)研究”提供了一個(gè)正當(dāng)化的理由，著實(shí)令人擔(dān)憂。就這樣，在基礎(chǔ)觀測(cè)的名目下，確立了一個(gè)“當(dāng)前無需做短期預(yù)報(bào)，但卻能獲取更多預(yù)算（現(xiàn)在為1年100億日元）的體制”。新計(jì)劃雖然標(biāo)榜“為實(shí)現(xiàn)地震預(yù)報(bào)”，卻對(duì)地震預(yù)報(bào)敬而遠(yuǎn)之。
與民眾的福祉、安全密切相關(guān)的國(guó)家基本方針發(fā)生了如此重大的變化，然而，大多數(shù)民眾并不了解這一事實(shí)。即使現(xiàn)在，他們必定依然相信在這一年數(shù)百億的大規(guī)模預(yù)算和大量研究人員的支撐下，“日本在拼命地進(jìn)行著地震預(yù)報(bào)研究”。這種情況實(shí)在令人擔(dān)憂。
4 唯一極力進(jìn)行短期預(yù)報(bào)的東海地震
在悲觀論蔓延的情況下，氣象廳依然通過持續(xù)進(jìn)行大規(guī)模觀測(cè)（應(yīng)變測(cè)量?jī)x約50臺(tái)、伸縮儀約10臺(tái)、傾斜儀約50臺(tái)）而極力進(jìn)行短期預(yù)報(bào)的唯一一個(gè)地震就是東海地震。因?yàn)榉梢?guī)定了這樣的義務(wù)。東海、東南海地區(qū)大地震間隔約為100年到150年，1976年神戶大學(xué)教授（時(shí)任東京大學(xué)助教）石橋克彥指出“下一次將會(huì)發(fā)生8級(jí)地震”（參照?qǐng)D2，帶有？的地震指的就是它）。
為了應(yīng)對(duì)預(yù)計(jì)會(huì)帶來的巨大災(zāi)害，政府于1978年制定了“大規(guī)模地震對(duì)策特別措施法”，決定在作出短期臨震預(yù)報(bào)的前提下應(yīng)采取的對(duì)策。氣象廳通過東海地區(qū)的大型觀測(cè)網(wǎng)保持24小時(shí)監(jiān)控，判定會(huì)（地震防災(zāi)對(duì)策強(qiáng)化地區(qū)判定會(huì)）基于該數(shù)據(jù)向內(nèi)閣總理大臣進(jìn)言，一旦內(nèi)閣總理大臣發(fā)出警戒宣言，原則上說來所有鐵路、銀行、郵局、醫(yī)院和學(xué)校就要立即停業(yè)。
然而，“預(yù)報(bào)”做出后已經(jīng)過了40年，東海地震還是沒有發(fā)生，連警戒宣言都沒有發(fā)布過。中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)失靈了，短期預(yù)報(bào)是否可行尚未可知。這是一塊試金石。東海、東南海、南海區(qū)域連大型海嘯都發(fā)生過了，發(fā)生大地震是遲早的事情，甚至還有人指出海嘯和地震有可能相繼發(fā)生。
關(guān)于東海地震，還有人從地震發(fā)生的理論模型出發(fā)，談到應(yīng)該如何觀測(cè)臨震預(yù)滑（pre－slip）等情景模擬。震源模型確定：當(dāng)發(fā)生大地震之前，會(huì)出現(xiàn)緩慢的滑動(dòng)。其實(shí)這在最近實(shí)際發(fā)生的大地震（阪神·淡路大地震，2003年的十勝外海M8.0地震，等）中并沒有被觀測(cè)到（注：2011年3月11日東北太平洋9.0級(jí)巨震前也未觀測(cè)到預(yù)滑）。
圖2 東海地震、南海地震的震中和歷史
阪神·淡路大地震發(fā)生以后又撥下巨額預(yù)算，現(xiàn)在分布在日本全國(guó)。2 000個(gè)地震觀測(cè)點(diǎn)，全世界的地震學(xué)者都從中得益，而且還建造了1 000多處GPS基站，能實(shí)時(shí)掌握日本地面的動(dòng)向。此外，為了在發(fā)生大地震的南海海溝調(diào)查震源的實(shí)際狀況，全世界最大的深海探測(cè)船“地球”號(hào)一直在進(jìn)行探測(cè)和挖掘。最近成為這些研究的主導(dǎo)力量的年輕人確實(shí)十分活躍。
如上所述，地震的基礎(chǔ)研究取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，然而，“短期預(yù)報(bào)”研究卻依然幾乎得不到任何支持。在國(guó)策研究中，獨(dú)立行政法人得到的研究經(jīng)費(fèi)多達(dá)數(shù)百億日元，而真正承擔(dān)研究主要任務(wù)的大學(xué)相關(guān)預(yù)報(bào)項(xiàng)目在研究規(guī)模達(dá)到200人左右的情況下每年獲得的經(jīng)費(fèi)支持僅僅停留在4億日元的水平，其中撥給短期預(yù)報(bào)研究的經(jīng)費(fèi)更是少得可憐，不過1 000萬日元左右。
5 阪神·淡路大地震后短期預(yù)報(bào)提上議事日程
沒有任何依據(jù)的預(yù)知、預(yù)測(cè)屬于求神問卜的世界，要實(shí)現(xiàn)科學(xué)的預(yù)報(bào)則需要捕捉到某些前兆現(xiàn)象。為此，首先需要做的是監(jiān)視大地中應(yīng)變積累隨時(shí)間的增加狀況。事實(shí)上，認(rèn)為“東海地震可以預(yù)知”的唯一根據(jù)是1944年東南海地震（M7.9）發(fā)生前，在靜岡縣掛川發(fā)現(xiàn)的異常隆起。能夠測(cè)定到地底深處應(yīng)變變動(dòng)的現(xiàn)代化的深井地震觀測(cè)對(duì)東海地震以外的地震應(yīng)該也能發(fā)揮作用。也許我們不應(yīng)該因?yàn)榭吹焦饪康卣饍x的部署似乎沒什么發(fā)現(xiàn)就放棄對(duì)前兆的探尋。重要的是應(yīng)對(duì)前兆現(xiàn)象進(jìn)行全面深入的研究。
話說回來，其實(shí)前兆現(xiàn)象未必就是引發(fā)地震的主要原因。比如，我們很難想象大地電流異常會(huì)導(dǎo)致地震發(fā)生。前兆現(xiàn)象只要是那些因?yàn)橹饾u增強(qiáng)的應(yīng)力而發(fā)生在地震前的現(xiàn)象就行。即便無法弄清“地震破壞核的形成”等與實(shí)際地震發(fā)生的機(jī)理，“短期預(yù)報(bào)”依然是可能的。這個(gè)視角非常重要，并且也需要有徹底的基礎(chǔ)研究作為支撐。那么，究竟存在怎樣的前兆現(xiàn)象？
不可否認(rèn)的短期前兆除了一些宏觀異常以外，還有氡氣、二氧化碳的氣體釋放、地下水水位變動(dòng)、電磁波變動(dòng)等非力學(xué)現(xiàn)象。地震預(yù)報(bào)的主要流派對(duì)此持無可無不可的態(tài)度，根本不把它們當(dāng)回事，其實(shí)在神戶醫(yī)科大學(xué)觀測(cè)到的氡氣的異常釋放非常顯著（圖3）。
圖3 阪神·淡路大地震前在神戶觀測(cè)到的氡氣濃度異常
阪神·淡路大地震在電磁波前兆觀測(cè)方面也留下了劃時(shí)代的成果。1980年代，當(dāng)?shù)卣饘W(xué)專家的地震觀測(cè)悲觀論占據(jù)上風(fēng)的時(shí)候，同一時(shí)期在世界各地開始了對(duì)地震相關(guān)電磁波現(xiàn)象的有組織的研究?，F(xiàn)在該研究已經(jīng)發(fā)展成一個(gè)非常活躍的研究領(lǐng)域——“地震電磁波學(xué)”。眾所周知，當(dāng)物品損壞時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流、發(fā)出光芒，其實(shí)在損壞前也會(huì)發(fā)生類似現(xiàn)象。
筆者之所以在1984年忽然意識(shí)到地震短期預(yù)報(bào)的可能性，源于跟VAN法的接觸。VAN法是由Varotsos、Alexopoulos以及Nomicos 3位希臘物理學(xué)家創(chuàng)始的方法。他們指出：通過對(duì)地下流通的大地電流持續(xù)進(jìn)行連續(xù)、多點(diǎn)觀測(cè)，就能發(fā)現(xiàn)地震前出現(xiàn)的信號(hào)，大致了解震源、震級(jí)和發(fā)生時(shí)期。這幾乎是唯一一個(gè)在近30年間不斷產(chǎn)生實(shí)際成果的短期地震預(yù)報(bào)方式，不論在實(shí)證方面還是在理論方面都是世界上最為確定的方法。以地震發(fā)生時(shí)間在數(shù)小時(shí)到一個(gè)月間、震中位置在100km以內(nèi)、震級(jí)在0.7以內(nèi)為成功基準(zhǔn)的話，通過這個(gè)方法他們幾乎成功預(yù)報(bào)了希臘發(fā)生的所有5.5級(jí)以上的地震。
這是一個(gè)非常令人震驚的方法，筆者也曾有幸數(shù)次在現(xiàn)場(chǎng)目睹它的成功。然而，盡管VAN法獲得了希臘人民的信賴，但也許因?yàn)閯?chuàng)始人不是地震學(xué)專家（物理學(xué)家），他們?cè)诘卣饘W(xué)界不太被認(rèn)可。但在最近，事實(shí)證明全世界的地震現(xiàn)象都屬于非線性物理學(xué)的臨界現(xiàn)象，使得對(duì)這個(gè)方法的評(píng)價(jià)急劇飆升。
當(dāng)然，地震電磁波學(xué)的先驅(qū)主要都是物理學(xué)家、電氣通訊工程學(xué)家、天文學(xué)家等等，而不是地震學(xué)專家。在日本，也有幾位研究人員進(jìn)行各種頻段電磁波的觀測(cè)，只是與地震預(yù)報(bào)國(guó)家計(jì)劃毫不相關(guān)，并且也缺乏相互間的協(xié)作。但是，在阪神·淡路大地震發(fā)生以后，通過對(duì)比各自的測(cè)定結(jié)果，地震前兆現(xiàn)象自然就浮出了水面。
電磁波方面的前兆大致可以分為兩種，每種都跟寬頻帶領(lǐng)域相關(guān)。其一是來自震源的信號(hào)，其二是人工電磁波，比如電波的傳播異常。
后者就是震源上空電磁波的傳播路徑性質(zhì)的變化。地震前從震源發(fā)出電磁信號(hào)是容易理解的，但在地震前發(fā)生在地下數(shù)公里的震源是否真的就會(huì)影響到電波的通道（如高達(dá)100km上空的性質(zhì)）呢？這就有些匪夷所思了。不過，觀測(cè)事實(shí)卻強(qiáng)烈地顯示了這一點(diǎn)。最近，巖石圈－大氣層－電離層相互作用在國(guó)際上也成為了最前端的研究主題（圖4）。高頻段（FM電波）傳播相關(guān)現(xiàn)象是由八岳南麓天文臺(tái)的串田嘉男發(fā)現(xiàn)的，屬于純粹發(fā)生在日本的現(xiàn)象?，F(xiàn)在其他研究人員也在開始對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的研究，北海道大學(xué)森谷武男博士等人的成果已經(jīng)逐漸接近實(shí)用化階段。
圖4 短期預(yù)報(bào)所需觀測(cè)概念圖
說到實(shí)用化，同樣關(guān)于電波傳播的，還有電氣通信大學(xué)的早川正士教授等人進(jìn)行的低頻段領(lǐng)域的前兆研究。據(jù)說由于是對(duì)電波異常進(jìn)行觀測(cè)，如今應(yīng)該已經(jīng)可能預(yù)報(bào)日本全國(guó)的地震，因此，他們創(chuàng)建了公司，并將在近期內(nèi)開始預(yù)報(bào)信息的有償提供。獲取的利益將用以充實(shí)少得可憐的研究經(jīng)費(fèi)，以便繼續(xù)進(jìn)行研究。地震預(yù)報(bào)原本是和社會(huì)密切相關(guān)的實(shí)用性研究。只要是正當(dāng)?shù)目茖W(xué)，這條道路就是正確并有望成功的。
從與社會(huì)的關(guān)系來講，最近也有因?yàn)椤皼]有預(yù)報(bào)”而被追究責(zé)任，并被判過失致死罪的消息鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)。那就是2009年發(fā)生在意大利，死亡300人的拉奎拉地震（M6.3）。國(guó)際上也傳出了擁護(hù)科學(xué)家的聲音，表示不應(yīng)當(dāng)追究科學(xué)家未能預(yù)報(bào)的責(zé)任。然而，據(jù)說當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況是，地震活動(dòng)已經(jīng)持續(xù)了半年，民眾的不安情緒日益高漲。就在地震發(fā)生1周前，政府委員會(huì)的學(xué)者在電視上告訴大家：“不會(huì)發(fā)生大地震的，放心吧。”如果這種傳言屬實(shí)的話，那就不是沒有預(yù)報(bào)，而是做出了錯(cuò)誤的預(yù)報(bào)讓大家“放心”。并且，如果他們平常就堅(jiān)持無法預(yù)報(bào)的論調(diào)的話，這種行為就不可原諒了。我的話題又扯遠(yuǎn)了。
如果上層大氣·電離層發(fā)生異常狀況，就應(yīng)該進(jìn)行實(shí)地測(cè)量。事實(shí)上，經(jīng)臺(tái)灣中央大學(xué)的劉正彥教授和東京學(xué)蕓大學(xué)的鴨川仁博士等人證實(shí)，電離層的電子密度在大地震發(fā)生的數(shù)日前會(huì)減少。而另一方面，法國(guó)在2004年發(fā)射了小型衛(wèi)星DEMETER，用以觀測(cè)電離層的異常狀況，并已在全世界9 000個(gè)4.8級(jí)以下的地震中，發(fā)現(xiàn)地震發(fā)生數(shù)小時(shí)前電離層內(nèi)VLF段電波強(qiáng)度有所降低。
6 擱淺的地震綜合前沿計(jì)劃
阪神·淡路大地震發(fā)生以后，在日本地震預(yù)報(bào)研究尚處于摸索階段時(shí)，由于爭(zhēng)取到了幾位理解人士，當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)廳啟動(dòng)了“地震綜合前沿計(jì)劃”，為理化學(xué)研究所出資，推動(dòng)大地電流和地磁場(chǎng)觀測(cè)為中心的研究。我們?cè)谌f分感激之下，招募同仁以東海大學(xué)為據(jù)點(diǎn)負(fù)責(zé)整個(gè)項(xiàng)目。還有當(dāng)時(shí)的宇宙開發(fā)事業(yè)團(tuán)出資資助關(guān)于電波傳播異常的研究，前面提到的早川正士教授成為研究負(fù)責(zé)人。
筆者這一組人在全日本部署了許多VAN觀測(cè)點(diǎn)，一股腦兒地鉆進(jìn)了觀測(cè)工作中。比如巖手山麓的觀測(cè)點(diǎn)一天突然觀測(cè)到明顯的信號(hào)，兩周后就發(fā)生了6級(jí)地震。這恐怕就是前兆了。2000年三宅島火山爆發(fā)時(shí)，伊豆群島海域發(fā)生了大規(guī)模群發(fā)地震。我們?cè)谄鋬赡臧肭熬驮谛聧u部署了大地電流觀測(cè)點(diǎn)，在2000年發(fā)生群發(fā)地震的兩個(gè)月前，觀測(cè)數(shù)據(jù)突然發(fā)生了變化。除此以外，也有好幾個(gè)類似的事例。VAN法同樣適用于日本。
有了這些成果，我們也受到了國(guó)際外部評(píng)估委員會(huì)的好評(píng)。然而，為時(shí)已晚，“政府”的基本方針已定，認(rèn)定“短期預(yù)報(bào)不可行”，拒絕了我們延長(zhǎng)計(jì)劃的申請(qǐng)。當(dāng)我們向負(fù)責(zé)的官員咨詢“為什么評(píng)估良好的計(jì)劃不能繼續(xù)”時(shí)，給我們的回答是“無需再議。你們那是科學(xué)評(píng)估，我們這是行政評(píng)估?！边@就是日本的評(píng)估體系的現(xiàn)實(shí)，疲于評(píng)估、手續(xù)繁瑣。
如此一來，我們部署在全國(guó)的40多個(gè)觀測(cè)點(diǎn)被迫關(guān)張大吉。那些放棄穩(wěn)定職業(yè)、從全國(guó)各地前來支持我們的同仁志士也陷入失業(yè)的漩渦。如今，我們只是些茍延殘喘的漏網(wǎng)之魚。一位失業(yè)同仁回返故鄉(xiāng)，成為市議會(huì)議員，在工作之余仍然矢志研究，并在最近剛剛拿到了學(xué)位。這樣的市議會(huì)議員如今在全世界也是罕見的吧。
宇宙開發(fā)事業(yè)團(tuán)支持的項(xiàng)目也和我們經(jīng)歷了同樣的命運(yùn)。2002年以后，“政府”預(yù)算完全中斷。一般的科研經(jīng)費(fèi)只要研究人員申請(qǐng)并通過審查就可以領(lǐng)到研究資金。然而，現(xiàn)在文部科學(xué)省的科研項(xiàng)目中只有“地震災(zāi)害和預(yù)測(cè)”這個(gè)細(xì)項(xiàng)，卻沒有明確顯示“地震預(yù)報(bào)”的內(nèi)容。這很大程度上打擊了有志從事“地震預(yù)報(bào)”研究者的申請(qǐng)積極性，而且，預(yù)報(bào)研究的申請(qǐng)無法通過審查已經(jīng)成為一般常識(shí)。
今年適逢十年一度的細(xì)項(xiàng)重審的年度，地震學(xué)會(huì)也收到了添加“地震預(yù)報(bào)”細(xì)項(xiàng)的提議，然而，在代議員會(huì)上，強(qiáng)烈反對(duì)意見占據(jù)了優(yōu)勢(shì)。他們口口聲聲堅(jiān)持“既然已經(jīng)排除出去了就沒必要一切回到從前?！薄翱蒲薪?jīng)費(fèi)是促進(jìn)科學(xué)研究的費(fèi)用，不適合資助預(yù)報(bào)這種學(xué)術(shù)外的東西?！薄暗卣痤A(yù)報(bào)有特別預(yù)算的支持資金已經(jīng)夠多了，沒必要又從科研經(jīng)費(fèi)中撥款支持?！闭媸遣恢疲?/p>
不過，我們并沒有放棄研究。非但如此，依靠這些少得可憐的研究經(jīng)費(fèi)，我們展開了積極的國(guó)際共同研究，還舉辦了國(guó)際會(huì)議。事實(shí)上，地球物理學(xué)最大的國(guó)際組織IUGG，2001年還設(shè)立了“地震與火山電磁研究：EMSEV”工作委員會(huì)，筆者擔(dān)任了首屆委員長(zhǎng)，現(xiàn)由東海大學(xué)的長(zhǎng)尾年恭教授擔(dān)任秘書長(zhǎng)。地震電磁學(xué)研究方法并非無懈可擊，其中也存在著大量問題。正因?yàn)槿绱瞬判枰芯?，并且需要進(jìn)行“基礎(chǔ)研究”。
最后講一件趣事。我們難以想象電磁前兆現(xiàn)象會(huì)引發(fā)地震，但對(duì)地下人為施加強(qiáng)力電流似乎能夠誘發(fā)地震。俄羅斯人曾經(jīng)做過一個(gè)實(shí)驗(yàn)，在前蘇聯(lián)領(lǐng)土吉爾吉斯斯坦的天山山脈向地下輸入2.8kA的電流，他們觀察到第3天開始地震增加，這種現(xiàn)象在數(shù)日內(nèi)平復(fù)。也就是說發(fā)生了能量100萬倍于輸入電流能量的地震。因此，可以斷定：電流不是造成地震的原因，但是的確起到了刺激并誘發(fā)地震的作用。
既然如此，日本似乎也有可能在東京大地震或東海大地震發(fā)生前找到平緩地震能量釋放的方法。預(yù)報(bào)無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但控制可以。實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家可能進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)，甚至有可能控制走在預(yù)報(bào)之前。然而，可怕的是，萬一誘發(fā)大地震怎么辦？這才是需要基礎(chǔ)研究發(fā)揮重要作用的地方。近期內(nèi)，為了推進(jìn)與吉爾吉斯斯坦的共同研究，我們將再度前往當(dāng)?shù)亍?/p>
7 這次可不相同
“地震短期預(yù)報(bào)”的確不容易，但它不同于長(zhǎng)生不老藥和永動(dòng)機(jī)的研究，只是普通意義上的科學(xué)作業(yè)，成功是完全可以指望的。但是，為此卻迫切需要改革，以擺脫現(xiàn)在這種缺乏研究的體制。我們并不是要求停止地震觀測(cè)。短期預(yù)報(bào)的主角不是地震觀測(cè)，在這種意識(shí)的前提下，我們只想呼吁哪怕?lián)芙o我們1%的人員和預(yù)算進(jìn)行“短期預(yù)報(bào)”研究。
地震預(yù)報(bào)的歷史是樂觀論和悲觀論反復(fù)的歷史，這是一個(gè)發(fā)人深省的事實(shí)。然而，我們所提倡的短期預(yù)報(bào)可能論和以往的回歸樂觀論有本質(zhì)性的區(qū)別。以往的樂觀論都是在地震學(xué)范疇內(nèi)展開的。在地震學(xué)范疇里無法實(shí)現(xiàn)短期預(yù)報(bào)，因此，悲觀論理所當(dāng)然一直占據(jù)上風(fēng)。偶然的一兩次成功才給了樂觀論抬頭的機(jī)會(huì)，但勢(shì)必不會(huì)長(zhǎng)久。即便是在海城地震中取得巨大成功，那也是因?yàn)橛辛嗽S多宏觀異常和前震的支持，這在沒有前震的唐山大地震中就失敗了。歸根結(jié)底，現(xiàn)在還沒有一個(gè)僅僅靠地震學(xué)成功預(yù)報(bào)的地震。
但我們這次的經(jīng)歷是不同的。因?yàn)檎嬲霈F(xiàn)了以科學(xué)手法捕捉短期前兆的人，并且事實(shí)上已經(jīng)成功地預(yù)報(bào)了大量地震?？傊?，就是“你們的悲觀論沒有錯(cuò)，但我們是能夠成功預(yù)報(bào)的”。
但是，日本的地震預(yù)報(bào)計(jì)劃仍然需要一場(chǎng)根本性的意識(shí)變革。與占據(jù)了固體地球物理學(xué)首位的地震學(xué)相比，地震預(yù)報(bào)學(xué)還是一門剛剛嶄露頭角的跨學(xué)科科學(xué)。需要我們認(rèn)識(shí)到地震學(xué)和地震預(yù)報(bào)學(xué)屬于“不同學(xué)問”，為實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科短期預(yù)報(bào)而集中力量進(jìn)行教育和研究。
即便是地震電磁場(chǎng)，在進(jìn)入多頻段觀測(cè)體系的全國(guó)部署階段時(shí)，也會(huì)需要以數(shù)十億計(jì)的資金投入。不過現(xiàn)在尚處于研究階段，還無需如此巨額的投入。研究經(jīng)費(fèi)少上一位數(shù)甚至更多都沒有關(guān)系。而且，從我們研究團(tuán)隊(duì)的現(xiàn)狀來看，比起10億日元的一次性研究經(jīng)費(fèi)支持，每年1億日元、10年持續(xù)的經(jīng)費(fèi)支持更為理想。
對(duì)我們來說，短期預(yù)報(bào)是包括在學(xué)問研究射程之內(nèi)的，問題在于沒有推動(dòng)該項(xiàng)研究的人才。即便有了人才，已有的系統(tǒng)卻沒有給有志短期預(yù)報(bào)的研究人員準(zhǔn)備職位。這是目前面臨的最大的問題。要突破和解決這個(gè)問題，首先需要在一兩所大學(xué)創(chuàng)立由適當(dāng)成員組成的地震預(yù)報(bào)學(xué)部門。幸運(yùn)的是，我們還有能擔(dān)當(dāng)此任的失業(yè)的優(yōu)秀研究人員。他們從事的研究和教育將為實(shí)現(xiàn)下一代實(shí)用性預(yù)報(bào)而培養(yǎng)人才。聽起來似乎來日方長(zhǎng)，但畢竟研究的源頭是人，培養(yǎng)人的是教育。教育培養(yǎng)人才速度之快有時(shí)出乎眾人的預(yù)料。
人口急劇增加、經(jīng)濟(jì)有望高速發(fā)展的亞洲、中東和中南美地區(qū)是地震頻發(fā)區(qū)，“短期地震預(yù)報(bào)”必將為這些地區(qū)的居民帶來放心、安全的生活。這也是日本應(yīng)該并可能做到的最大的國(guó)際貢獻(xiàn)。
譯自：中央公論.2011年4月號(hào)：196－208
原題：どうする！日本の地震予知
（北京語言大學(xué)外國(guó)語學(xué)院 文 俊 譯；朱傳鎮(zhèn) 校）
（譯者電子信箱，文 ?。簀unwenjw＠hotmail.com）
P315；
A；
10.3969/j.issn.0235－4975.2011.11.003
2011－10－24。
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