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为什么日本地震震爆了中国人的朋友圈?

人类的地震困局,何时能破?

2022年3月16日日本又又又地震了,第一次发生在22点34分,在日本本州东岸近海发生了6级地震,震源深度10千米;第二次发生在23点37分的日本福岛县附近海域里式7.4级地震。



据日本媒体报道,地震导致日本200多万户停电,列车脱轨,公路开裂50米,海啸警报……


和地震斗智斗勇的日本,可以说是三天一小震,7天一大震,新闻里日本地震从来都不算是新鲜事了,却总能刷爆中国人的朋友圈——


红点就是日本发生地震的具体位置。

一波人感叹日本人面对地震冷静处理的举措,另一波人发出了灵魂拷问:


日本如此频繁地发生地震,为什么还不能提前预测?


其实,这可能不是日本的问题,而是全人类面对的巨大难题。

日本地震引发火灾导致建筑损坏。图/视觉中国

据统计,地球上每年约发生500多万次地震,换算下来,几乎每天都要发生上万次地震,只是绝大多数太小或太远,我们人类感觉不到,截止到目前,真正对人类造成严重危害的地震大约有十几二十次了。

按说以现在人类的科技水平,已经可以“上九天能揽月球,下五洋看深海巨首”,可是地震预测一度被称为世界性难题


究竟是什么原因让地震如此神秘莫测?



对地球的了解有多深?“皮毛”而已

导致地震不可预测的原因,主要有三个因素:地球的不可入性,地震孕律的复杂性和地震发生的小概率性。

地震活动信息图,数字越大说明被地震危害的几率越大,欧亚大陆较高,最低的是澳大利亚大陆。图/视觉中国

我们每天踩在脚下的地,其实是人类最陌生的一个领域,从理论层面上,地球内部可以简单的分为四层:地壳-地幔-外核-内核,每一层都有不同的密度、组成和厚度,离地心越近,就会发生本质的变化。

地球这样看很像一颗鸡蛋。

地球外层是由硅酸盐矿物组成的地壳,下面又有一层黏稠固体组成的地幔,地幔和地壳之间的分界是莫霍不连续面。地壳的厚度随位置的不同而不同,从海底的6千米到陆地的30至50千米不等。

地球三维剖面图。图/视觉中国

地壳以及地幔较冷、较坚硬的上层合称为岩石圈,板块也是在这个区域形成的。岩石圈以下是黏度较低的软流圈,岩石圈就在软流圈上方滑动。


地幔晶体结构的重大变化出现于地表以下410至660千米之间的位置,是分隔上地幔及下地幔的过渡区。在地幔以下,是分隔地幔和地核的核幔边界(古登堡不连续面),再往下是黏度非常低的液态外地核,最里面是固态的内地核


地幔结构详细图。


那么,被分为4层的地球,我们人类探寻到哪一层了?仅仅是第一层的表层

是的,你没听错,我们对地球的了解只有个“皮毛”。


1970年,前苏联在科拉半岛邻近挪威国界的地区开始了一项科学钻探,其中最深的一个钻孔SG-3在1989年达到12,263米,以垂深计算,这个钻孔是到达地球最深处的人造物,这就是大名鼎鼎的科拉超深井(Кольская сверхглубокая скважина)

科拉超深井卫星图。

这个由科学研发中心NEDRA钻成的最深的井位于摩尔曼斯克州,扎波利亚尔内市以西10公里, SG-3井不带勘探目的,纯粹用于在莫霍面接近地表处的科研。

科拉超深井。

这个号称"对地壳的最深渗透"的科拉超深井,还不是挖了十年也没能挖穿地壳,虽然入选了吉尼斯世界纪录,但是对于地球来说,我们连人家的最表皮也没有深入进去。

科拉超深井夜景。

我们对地球的了解比预想的还要少,而且人类有记录的地震次数与地球本身的年龄也不成正比——

地球半径有6000多公里,而人类目前向地下打钻最深的也才12公里。

这么深的井还不到地球半径的千分之二。

如果把地球看作一个鸡蛋,地壳甚至还没有鸡蛋壳厚,而鸡蛋壳上的划痕都比这个最深的科拉钻井要深。


所以,地球不可入性的问题,让人类探索地球内部十分艰难,连钻井都钻不进去,更何况是在地底搞台站,就算是卫星遥感最多只能看到地表一层,看不到地下。

构造板块世界地图可以看出,板块之间的相对运动有分离、会合和平移3种,起到相互拉张,挤压和摩擦的作用。板块内部相对稳定,其周围边界是岩石圈较为活动的地带,地震、火山和断裂等活动比较活跃。图/视觉中国

那就算是想做数字模拟,使用的计算机技术再强大,没有基础资料怎么能预测地震呢?


所以,人类的地震学家们都无法知道地下板块究竟会如何碰撞,GPS测量的地表形变也无法推知地底下的情况,而且整个固体地学,没有一个像气象这么稠密的观测网,能天天准时准点的提供动力方程所需要的参数资料。


所以,面对导致地震不可预测的第二个因素地震孕律的复杂性就很容易理解了,简单来说还是那句话:


人类根本不了解地球。


但是站在地球的角度,地震和下雨,下雪,下冰雹没什么区别,都是一种自然现象,地震也只是地球的一种常规的内动力地质过程,这与第三个因素产生关联了。

人类会遭受的自然灾害很多,海啸、龙卷风、火山喷发等等,地震只是其中一个。图/视觉中国

而这里提到的地震发生的小概率性指的是发生损害巨大,影响深远的大地震的概率。


纵观全球能称得上是造成毁灭级的大地震,比如1920年中国海原8.5级大地震,1923年日本关东7.9级大地震,1948年的土库曼斯坦7.3级大地震,1960年的智利9.5级大地震 ,2008年的汶川地震等等……

这种级别的大地震和每天数以万计的各种小地震相比,概率是非常低的,且没有规律可循,发生的地点虽说可以归纳出一个范围,但是这个范围太大,预测准确的地震地点和时间,更是难上加难。


地动仪其实也不能准确预测地震。图/视觉中国


但是,面对地震带来的严重危害,再难也要尝试预测,科学的和非科学的方法,但凡是能用的上的策略也好,仪器也好,研究也好,全都拿出来试试。


在人类绞尽脑汁想要预测地震的时候,其中有一些充满了“争议”,甚至有些“玄乎”的方法出现了。



 “花样百出”的地震预测大法

地震预报包括发震时间、震中位置和震级大小三个要素,预报所依据的是科学家们对地震的预测。所以,地震预报和地震预测是直接相关的。


就目前来看,地震预报是全世界都无法做到的事。


这时候就会有人说了:我们不是成功预报了海地的地震吗?


那是因为中国作为地震多发的国家,我们已经摸透了某些地震(也就是已经发生过的地震类型)的规律,比如前震—主震型地震,也就是海地地震的类型;而咱们国家发生的汶川地震属于构造地震的浅源地震是由于印度洋板块向亚欧板块俯冲,造成青藏高原快速隆升导致的。

高原物质向东缓慢流动,在高原东缘沿龙门山构造带向东挤压,遇到四川盆地之下刚性地块的顽强阻挡,造成构造应力能量的长期积累,最终在龙门山北川——映秀地区突然释放。

对于当时的我们来说,是一个陌生的地震类型,所以国家地震局无法事前预报。

四川汶川512地震遗址博物馆。图/视觉中国


毕竟任何情况都不是绝对的,从理论或科学的角度,人类确实无法准确预测地震,但并不代表我们放弃了地震预测。


相反的,我们动一动聪明的大脑,不仅研究所谓的科学预测,还使用了一些 “玄乎”的预测方式——


比如用《易经》做预测的理论依据;

有研究人员独创“耦合型系统近踪”法;

还有一名山东省平原县职业中学的退休教师,用自创的“震因似雷因原理、七式、云形还原震法”成功预测了日本的好几次地震……


这些看似“ 玄乎”的地震预测方式,应了地质学界的一句行话:


“要粗度,不要精度。”


为什么这么说?因为太精确了,高精尖仪器测出来的数据就“散”了,反而找不到规律。


所以,仪器不是越高级越好,同理,这些“土方法”看着是在和科学方式不沾边,但其实这里面也有自己的门道。当前地震的研究和预报涉及自然科学的两个不同的传统:博物传统和数理传统。

现在最流行,也是我们熟知的是数理传统,因为这种理论比较符合19世纪末以来自然科学的主流趋势,几乎独霸科学江湖。


博物传统是以人的尺度来研究问题的,强调的是整体与联系,但是不深入;数理传统是由伽利略、牛顿开创的,尤其在分子生物学领域处于统治地位,数理传统强调精确与深入,但对整体却没有感觉,比如一个一辈子研究DNA的人,却有可能不知道生命是怎么回事。


震级范围从低到高,6级及以上对人类的危害就已经很大了。图/视觉中国

所以,对于地球科学而言,博物传统不应该丢失,非科学的方法对于地震的预测也是有用的,科学主义者们这时候估计要跳出来反对了,因为他们习惯于把现有认知归于“科学”


但现实是,许多“非科学”的方法是有效的,它们中的许多东西可能在将来会被认为是科学的一部分,所以说,应该给那些看似“玄乎“的地震预测方式给予足够的尊重。



世界通用的地震图标。图/视觉中国


总而言之,地震预测本身具有很大的不确定性,科学预测本身是存在风险的,如果我们忽视这一点,一味地追求“准确预测”并将所谓的“准确预测”公之于众,对社会造成的损害是难以预测的。

5级左右就要自我防护了,6级以上就会出现建筑物的损坏。图/视觉中国

据统计,由于流言蜚语造而导致的社会恐慌给社会经济带来的损失,大约相当于一次漏报的突发大地震造成损失的三分之一,也就是说,3次虚报或者错报约等于1次漏报的损失。


所以,世界上任何一个国家对发布临震警报都是非常慎重的。


如果有一天,地震预报可以像天气预报一样成为常态,那将是整个人类科技史上的巨大突破了。

 

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文、编辑丨逯笑宇

封图来源丨视觉中国

未标注图片来源丨网络

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