地震能否预测?尼泊尔近日发生了 7.8级地震 ,这使这个问题显得尤为迫切。如果当局能更早获知地震即将发生,或许就能挽救更多生命。
虽然尼泊尔有记录可查的地震活动历史,但目前还没有任何技术能够提供足够明确的预测,让人们得以在短时间内疏散。因此,如果现在无法预测这类事件,未来是否有研究途径能够提供有用的预测?
这里的关键词是“有用”。我们可以对未来地震活动作长期预测,部分依据是把过去的地震记录作为参考。没有理由认为,地球某个地区在未来几千年的表现会与往前同样时间跨度内的模式有所不同。在短期内,地震学家可以利用记录站的 数据 ;从全球范围看,这些记录大约可追溯40年。
重大地震发生后的数小时内,人们就能估算其震中、震级(释放的能量)、震源深度、致震地质断层的走向以及断层移动方向。尼泊尔此次事件属于 逆冲断层,这意味着地球上部缩短了数米,断层面上方的岩石向南移动,覆盖在断层面下方的岩石之上。
收集数据
有关过去地震的信息来自多个来源,其中历史记录尤为重要。但即使是在中国和伊朗等地震多发、长期记录自然灾害的国家,这类记录也并不完整。还有其他证据来源,包括测量并确定人工或自然地貌错动(地震造成的移动)的年代;这些地貌能够被准确测年,例如城堡或城市的城墙。中国长城上被断层切过的部分也以这种方式得到 记录 。
地震学家还会在已知或疑似活动断层处开挖横跨断层的探槽,并采集受地震影响的岩石和沉积物。例如,可以通过对受断层活动扰动的植物遗骸进行放射性碳分析,为这些事件测年。
将地震发生年代与受损区域的范围结合起来,就能了解数百年乃至数千年间的地震模式。科学家把这些信息作为判断未来活动的参考,但显然,断层并不会在每次地震之间经过相同的时间段(即复发间隔)后才发生滑动。
断层在连续发生的地震中也未必会在同一地点破裂。沿某一断层段释放应力的地震,可能会使邻近区域承受更大应力,从而增加该区域发生地震的可能性。这种情况可能在最初事件发生后不久出现,这也解释了余震现象。尼泊尔已经发生了 震级超过6级的余震 ,预计还会有更多余震。
全球热点地区
仪器观测记录与历史记录相结合,构成了全球地震活动图景。遗憾的是,危险区域众多。欧亚大陆首当其冲,这是因为印度板块和阿拉伯板块与欧亚大陆其他部分发生碰撞。因此,中国、伊朗、巴基斯坦和印度都与尼泊尔一样,容易遭受大地震。其他危险区域位于太平洋和印度洋边缘,那里一个板块滑入另一个板块之下,这一过程称为 俯冲。这类板块边界上的地震可能引发毁灭性海啸,例如2011年日本发生的海啸。

构造板块彼此相互滑入的地区是地震热点。
较新的研究方向包括精确测量地震期间断层的移动,以及两次地震之间地表的运动。在喜马拉雅山脉,每年约有20毫米的汇聚(缩短),大约相当于印度板块与欧亚板块总体汇聚量的一半。其余部分则在更北面的地区通过形变得到吸收,例如天山山脉和青藏高原。换言之,随着地壳在两地之间广阔区域发生形变,西伯利亚的一位居民每年会与印度中部的一位居民接近约40毫米。
这种应变会随时间累积,并像橡皮筋绷断一样在地震中释放。特定地区地球上部的应变速率更快、断层更长、强度更大,都可能导致更大地震。喜马拉雅地区具备这些因素的致命组合,因而会发生像4月25日那样的特大地震。
对地震预测的改进抱有天真的乐观并不明智,但所有关于活动断层过去和当前活动状况的研究都值得欢迎。英国自然环境研究理事会最近 宣布 为地震及抗震韧性研究提供资金,这一消息来得正是时候。
本文与 The Conversation合作发表。请阅读 原文。
本文发表并不意味着世界经济论坛认可其中的观点。
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作者:Mark Allen,杜伦大学地球科学系教授。
图片:2015年4月28日,尼泊尔加德满都,周六地震发生后,一名僧侣走过斯瓦扬布纳特佛塔(联合国教科文组织世界遗产地)内倒塌的寺院和神龛。路透社/Navesh Chitrakar

