中國“張衡一號”飛向太空“看”地震
中國“張衡一號”飛向太空“看”地震——
人類能否交出“地震預(yù)測”的答卷？
在21世紀(jì)的今天，人類文明已經(jīng)走過6000多年歷史并迎來第六次科技革命，如果要問還有哪些世界性難題久攻未破，甚至仍在限制人類的想象力？地震預(yù)測肯定算一個(gè)。
2月2日，我國第一顆觀測地震電磁信息的衛(wèi)星“張衡一號”成功發(fā)射。公元132年，張衡發(fā)明了人類歷史上最早的地動儀，開創(chuàng)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衛(wèi)星飛上了天，研究的還是同樣的問題：地震預(yù)測。
這顆衛(wèi)星仍然不能直接預(yù)測預(yù)報(bào)地震。用國防科工局系統(tǒng)工程司副司長趙堅(jiān)的話說，“‘張衡一號’主要是用于地震前兆信息研究，為未來建立地震監(jiān)測體系進(jìn)行前期技術(shù)儲備�！�
盡管如此，在中國的地震預(yù)測研究之路上，這顆衛(wèi)星還是邁出了一大步——有望讓我國第一次具備全疆域和全球三維地球物理場動態(tài)監(jiān)測能力。換句話說，中國境內(nèi)6級以上、全球主要地區(qū)7級以上的地震電磁信息，這顆衛(wèi)星都有可能“看到”。
人類究竟能否預(yù)測地震？
仰望星空，人類拿起“天文”的尺子來看待自己，不免會產(chǎn)生敬畏之感，同樣地，面對大地，人類同樣會感到“浩渺滄海之一粟”，這不單是因?yàn)轶w積上的巨大差異，更有來自這個(gè)龐然大物“發(fā)脾氣”時(shí)的巨大威脅——大地一顫抖，帶來的就可能是生與死。
以去年為例，來自中國地震局的數(shù)據(jù)顯示，2017年我國發(fā)生5級以上地震19次，其中大陸地區(qū)13次，臺灣地區(qū)6次，最大地震為8月8日四川九寨溝7.0級地震。這些地震共造成大陸地區(qū)37人死亡，1人失蹤，617人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失145.58億元。放眼全球，2017年發(fā)生7級以上地震8次，最大地震為9月8日墨西哥近海沿岸8.2級地震。
相應(yīng)地，地震認(rèn)知上的一個(gè)個(gè)空白，加劇了這種威脅：大地究竟為何顫抖，地震究竟能否預(yù)測，以及該如何預(yù)報(bào)，仍是全球科學(xué)家面臨的巨大挑戰(zhàn)。
“張衡一號”衛(wèi)星工程首席科學(xué)家兼副總師、中國地震局地殼應(yīng)力研究所總工程師申旭輝說，擺在科學(xué)家面前的地震預(yù)報(bào)難題有“三座大山”。首先是地震事例太少。他說，中國平均每3年有兩個(gè)7級地震，全球每年則有18個(gè)——盡管誰也不愿看到地震發(fā)生，但這無法避免，僅從科研角度來說，這樣幾次的數(shù)據(jù)連有效的統(tǒng)計(jì)分析都不夠，不足以幫助科學(xué)家形成完整的地震預(yù)測科學(xué)體系和方法體系。
換言之，地震監(jiān)測的研究結(jié)果難以檢驗(yàn)。申旭輝說，強(qiáng)烈地震對于同一地區(qū)可能是幾十年、幾百年或者更長的時(shí)間才能遇到一次，對于不同地區(qū)，甚至不同時(shí)期的孕震過程，機(jī)理差異很大，所以，“重復(fù)實(shí)踐”進(jìn)行檢驗(yàn)的機(jī)會很難碰到。
其次，地震科學(xué)研究的方法和手段受到很多制約。申旭輝說，地震發(fā)生在地下二三十公里處，而當(dāng)今世界上最深的鉆孔只有12公里，科學(xué)家們很難去地下“看”究竟發(fā)生了什么，“既看不見，也摸不著”。
相應(yīng)地，現(xiàn)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(nèi)部的狀況進(jìn)行反演和推測，但申旭輝告訴記者，地面的探測站點(diǎn)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(guī)模宏大的地下巖體破裂現(xiàn)象，其孕育過程跨越了幾年、幾十年，甚至更長的時(shí)間，因而，不但很難用經(jīng)典物理學(xué)從本質(zhì)上加以描述，也難以在實(shí)驗(yàn)室或者野外進(jìn)行模擬。
申旭輝說，地震研究的基本理論本身起源于早期的牛頓物理學(xué)，而如今物理學(xué)發(fā)展很快，基礎(chǔ)理論學(xué)科相互交叉滲透，地震研究迫切需要吸收其他相關(guān)學(xué)科的理論。
其實(shí)，地震究竟能不能預(yù)測，科學(xué)界長期以來就有爭議。
20多年前，這個(gè)問題還曾在我國掀起過一次大討論。我國地球物理學(xué)家、中科院院士陳運(yùn)泰當(dāng)時(shí)的態(tài)度相對樂觀——“地震不可預(yù)報(bào)這樣的論斷要慎言”，在他看來，自然科學(xué)問題必有解決的辦法，需要尋找探索新的思路。
申旭輝認(rèn)為，如今“張衡一號”的發(fā)射就是一次新的探索和嘗試。正如陳運(yùn)泰院士所說，“地震預(yù)測預(yù)報(bào)，是世界性難題，但并不是說在這個(gè)難題解決之前，地震工作者就什么都不能做�！�
