地震预测失误 科学家有罪?_互动科普

使用社交账号登录

购买价格:
付款方式:

互动科普

主页 > 科普纵览 > 地球 • 生命

地震预测失误 科学家有罪?

admin  发表于 2017年12月03日

地震预测失误 科学家有罪?

撰文 史蒂芬·S·霍尔(Stephen S. Hall) 翻译 车晶

 

文森佐·维多里尼(Vincenzo Vittorini)童年时就生活在维亚-安蒂诺里地区,这里是拉奎拉这个意大利地震高发城市在中世纪时的心脏。他始终记得每当家人感觉到地震波时整晚祷告的惯例。“我父亲很害怕地震,每当地面摇晃时,哪怕是很轻微的晃动,他都要召集我们一起跑出房子,”他说,“我们会走到附近的一个小广场,我们兄弟四人还有母亲会睡在车里。父亲会站在外面和别人家的父亲一起抽烟,直到第二天早晨。”他说这是生活在地震高发地区的人们由来已久的警戒“文化”。

维多里尼永远不会原谅自己在2009年4月5日那一天打破了此前一直坚持的传统。在几个月来发生过上百次小地震之后,棕榈主日(即复活节前的星期日)晚上11点之前,拉奎拉发生了一次短暂的3.9级地震。维多里尼和他妻子克劳迪娅(Claudia),还有他年仅9岁的小女儿法布里齐娅(Fabrizia),争论是否在屋外度过当晚剩下的时间。由于政府官员公开保证近期没有危险,而且科学界也表示每一次震动都会降低大地震发生的概率,受此影响,他劝说家人仍然待在他们位于维亚-路易吉-斯图尔佐的公寓里。4月6日凌晨3点32分,当6.3级的强震袭来时,他们三人在主卧的床上挤成了一团。

“那感觉就像进了一台搅拌机,”维多里尼回忆道,“不是咆哮,而是一种巨大的噪音。然后就是一片黑暗。”那幢1962年建造的钢筋混凝土结构的公寓楼瞬间倒塌,好几个人在建筑物崩塌时遇难,其中就有维多里尼的妻子和女儿;维多里尼自己在6小时后被人从碎石堆中拉了出来,受了伤,但还活着。地震造成拉奎拉及附近几座城市共309人死亡,1 500多人受伤,大约20 000幢建筑物被毁,65 000多人流离失所。

维多里尼说,位于维亚-路易吉-斯图尔佐的公寓楼“现在只是个洞”,他童年时的家以及全家守夜的露天广场,就像拉奎拉其他历史中心一样,现在都已经被路障围成禁止靠近的“红区”。地震后两年多,一幢幢考究而古老的建筑物被大量加固结构围裹,许多不宜居住的建筑物里的哥特式窗户和拱门被支撑木撑起。圣贝纳迪诺的长方形会堂、市政厅、马西莫电影院全部关停。中心城区只有为数不多的道路开放,沿着主干大道的赭色断壁残垣,有人用黑漆潦草地涂写了“拉奎拉已死”。

 

指控与辩护

六名意大利科学家和一名政府官员被指控过失杀人。审判将在下周开始,一名意大利法官将判决,包括维多里尼的妻子和女儿在内的309名拉奎拉市民因地震而遇难,这些科学家和官员的疏忽是否构成犯罪(被告科学家推迟了抗辩,截至本刊付印前尚未开庭审判)。

地震预测失误 科学家有罪?.png

2010年6月,法比奥·皮祖蒂(Fabio Picuti)检察官首次公布了这些指控。被指控的包括六名意大利地质学家:恩佐·博斯基(Enzo Boschi),意大利国家地球物理学研究所(INGV)当时的负责人;弗朗哥·巴贝利(Franco Barberi),来自罗马第三大学;毛罗·道奇(Mauro Dolce),意大利全国民事保护部门地震危险评估办公室负责人;克劳迪奥·伊娃(Claudio Eva),来自热那亚大学;朱里奥·塞尔瓦吉(Giulio Selvaggi),INGV国家地震中心主任;吉安·米歇尔·卡尔维(Gian Michele Calvi),欧洲地震工程训练和研究中心负责人。另外还包括一名政府官员,伯纳多·德博纳迪尼斯(Bernardo De Bernardinis),当时是民事保护部门副主任。指控公布后,该案件被形容为,一个过分热心的地方检察官想让意大利这些最受尊敬的地质学家和政府官员做替罪羊。根据一封超过5 000名科学界人士签名的写给意大利总统乔治·拿波里塔诺(Giorgio Napolitano)的公开信,这七名意大利人本质上是因为未能预测地震而被控犯罪,然而科学界公认,预测一场地震的精确时间、位置和强度目前在理论上是不可能的。

起诉书引发了全球范围的谴责。美国地球物理学会和美国科学促进会(AAAS)发表声明支持意大利被告。例如,在写给拿波里塔诺的公开信中,AAAS声称意大利检察官控告别人未能“警示拉奎拉人民即将到来的地震”这一行为是“不公平且天真的”。今年5月,意大利法官朱塞佩·加戈瑞拉(Giuseppe Gargarella)在预审听证时宣布,科学家将在今年9月受审。当时意大利博客圈一片哀叹,辩护律师接受了这一决定但表示质疑。弗朗西斯科·佩里(Francesco Petrelli)提起他的委托人巴贝利时说:“一方面,他被震惊了;另一方面,他非常痛苦和悲伤。”

来自拉奎拉的意见则截然相反。检察官和遇难者家属一致认为,审判与预测地震的能力无关,全部的问题在于政府任命的身为顾问的科学家没能充分评估潜在危险并将危险信息传达给当地民众。指控的罪行由皮祖蒂详细记录在一份224页的文件里。指控声称,地震前一周国家重大灾害预测预报委员会的成员在拉奎拉召开了特别会议,他们向已经遭遇了好几个月持续低震级地震而深感不安的公众提供了“不完整、不精确以及相互矛盾的信息”。 皮祖蒂说,委员会更多的是在安抚当地民众,而不是给他们防备地震的明确建议。

“我很清醒,”皮祖蒂说,“我知道他们不能预测地震。指控的依据不是他们没有预测出地震。作为公职人员,他们应当恪守法律规定的职责:评估和描述拉奎拉存在的危险。”他说,危险评估的一部分就是评估城市人口密度和已知的市中心许多古老建筑物的脆弱程度。“他们有义务评估所有这些因素,”他说,“但是他们没有这么做。”

民事诉讼当事人之一维多里尼强调,“这不是对科学的审判”。他认为,官方反复发出 “保持冷静、不要担心”的通知却又缺乏具体的建议,这剥夺了包括他在内的许多人在地震当晚作出知情决策的机会。“这就是为什么我觉得被科学欺骗了,”他说,“他们不知道这些事,那是他们的问题;他们不知道如何把他们所知的传达给公众,那也是他们的问题。”

审判结果可能要在几个月甚至几年后才揭晓,但是相关事件已经被当作危险评估与公众沟通中一个发人深省的研究案例——将来在“传统”自然灾害(如火山、地震、海啸)以及气候变化造成的极端天气(如龙卷风、飓风、洪涝和旱灾)中都可能面对这样的场景。这一审判已经使科学家们对于与公众分享他们的专业意见感到寒心。上个月被替换的INGV负责人博斯基说:“当民众、记者询问我对某些事情的观点时,过去我经常会告诉他们,但以后再也不会了。科学家们不得不闭嘴。”

另外有些人将这一案件视为对模糊概率语言——经常被科学家们用以描述自然灾害的不确定性——的控诉。被起诉的科学家之一塞尔瓦吉称,这一指控对研究人员来说是一个“危险的”警告,他们可能会发现自己置身于法律困境之中,而原因却是非科学界人士(如政府官员或记者)将他们的危险性分析告知公众时的转达偏差。辩护律师菲利波·迪那斯(Filippo Dinacci)称,考虑到这是一个新问题,“不仅是新闻界,学术法律团体也会以极大的兴趣关注这一案件。”

5月份,南加利福尼亚大学地震中心主管兼国际地震预测委员会(ICEF)主席托马斯·乔丹(Thomas Jordan)发布了一份讨论拉奎拉事件的报告,他认为原告的指控“毫无道理”。但他补充说,尽管如此,这一审判还是会成为促使全世界地震学家反思他们描述低概率高风险事件方式的“分水岭”,同时也是科学界全面评估该如何处理与自然灾害有关的信息以应对这方面“正在上升的公众期望”的机会。“公众期望得到权威的、明显有用的信息,”他说,“而我们需要用直白的方式说出我们所知道的。”乔丹的意见是,“这必须做正确,而在拉奎拉并没有这么做。”

 

地震之前

拉奎拉是意大利地震危险最高区域中的一颗中世纪明珠。这座被亚平宁山脉环绕的城市是阿布鲁佐地区的首府,在1461年和1703年的地震中受到了严重破坏。这里的地震高发是非常著名的,19世纪的英国旅行作家奥古斯都·哈瑞(Augustus Hare)写道:“大自然常常突然使钟铃齐鸣,然后在古老泛黄的墙面上留下新鲜的裂口。”

最近的地震悲剧发生在2008年10月,数十次低震级的地震袭击了这座城市和阿泰尔诺河谷周边的地区(参见“颤抖的城市”)。群发性地震一直持续到2009年的前三个月。据皮祖蒂称,1月份69次,2月份78次,3月份100次,4月份的前五天发生了57次震动。“就像每天都会发生,”在一家餐厅里,一位当地的会计师皮埃尔·保罗·维恩(Pier Paolo Visione)一边说,一边用缓慢而有力的动作摇晃着桌子,几乎摇翻了一瓶红酒。“我以前从没怕过地震,但当时被吓得全身起了鸡皮疙瘩。”(维恩的妹妹在地震中遇难,他也是民事诉讼人之一。)

尽管密集发生的震动可能让人紧张不安,但是专家们认为大地震之前很少会出现群发性地震。1988年,地震工程师、现为米兰理工学院名誉教授的朱塞佩·格兰多里(Giuseppe Grandori)和同事出版了一份关于意大利其他三个地震高发地区群发性地震的回顾性分析报告(G. Grandori et al. Bull. Seismol. Soc. Am. 78, 1538-1549; 1988)。他们的结论是,根据地震群中一个中等规模的震动,可以预测出此后数天内该地区发生大地震的概率约是2%。格兰多里认为,这可能也适用于拉奎拉地区。

对于民防官员来说,转述这些危险性是极具挑战的。格兰多里认为,如果官员向民众发出警告,那么有98%的可能性发出假警报;然而如果他们没有发出警告而大地震发生了的话,公众的生命和财产将遭受巨大的损失。乔丹称,地震群中一次中等规模的震动发生后,短期内发生大地震的风险可能提高了100倍甚至1 000倍,尽管总体概率仍然相当低。“在这种情况下应该告诉民众什么呢?”他说,“这时候实际上进退两难。”

科学家在风险概率的研究上艰难探索着,而在拉奎拉事件中却出现了一种出人意料的地震预测方法:一位名叫加帕奥罗·朱利安尼(Giampaolo Giuliani)的当地居民基于氡气测量水平进行了非官方的地震预测。朱利安尼做了40年的实验室技术员,2010年退休前的20年里他都在附近的巨石峰国家实验室工作,他已经在整个地区安装了4台自制的氡探测器。

朱利安尼说,氡检测的想法是基于地震前24小时内气体排放的显著波动。但是,用这种检测来做短期地震预测从来没有被科学证实或接受。最近的ICEF报告认为,朱利安尼的发现“不能令人满意”,不过他已经发表了一篇经过同行评议的论文来报道他的氡检测工作。另外,他还维护着一个网站,发布他的检测器的实时测量结果;另外,在记者采访和一个非正式的移动电话网络中,朱利安尼做出了关于低震级地震的预测。2009年4月的地震发生后,虽然ICEF的报告记录了朱利安尼所做的两次假预报,但是《卫报》还是称他为“预测地震的人”。

朱利安尼的非官方预测流传开后,不安的情绪在人群中蔓延。博斯基的律师马塞洛·梅兰德里(Marcello Melandri)称,朱利安尼已经对当地居民造成恐慌,意大利民防部负责人吉多·贝托拉索(Guido Bertolaso)“非常担心拉奎拉人民”。朱利安尼称,3月30日国家民事保护官员指责他实质上是在煽动公众恐慌,并且禁止他再发布任何公开声明。

同一天下午,拉奎拉发生了4.1级地震,当地居民陷入了深深的恐慌。刚在波波利附近的城镇做完手术的维多里尼接到他妻子和儿子惊慌失措的电话(他女儿当时不在家)。他说,他催促妻儿马上离开房子到外面去。拉奎拉市市长马西莫·西亚莱特(Massimo Cialente)疏散了一些公共建筑物里的人群,并关闭了德亚米契斯小学以检查其建筑结构破损情况。

意大利地震学家已经在阿布鲁佐地区监测地震群达好几个月之久,而且将所有震级高于2.5级的地震实时告知民防官员。当时,考虑到拉奎拉居民不断增长的不安情绪,贝托拉索决定召开一次风险委员会特别会议。委员会会议通常是在罗马召开,评估地震、火山爆发以及其他自然灾害发生的概率,但第二天这次会议就在拉奎拉召开了。根据民事保护部门发布的新闻,这次会议的目的是给阿布鲁佐地区的公民提供“科学界最近几周得到的关于地震活动的全部资料”。

 

风口浪尖上的会议

如今已经变得众所周知的这次委员会会议于3月31日傍晚在拉奎拉当地政府办公室召开。与其他两名科学家一同前来的博斯基后来说,这次会议的氛围“完全不同寻常”。委员会会议通常是封闭式的,因此当看到有十几名当地政府官员及其他非科学界人士出席这次一小时的短会时,博斯基感到非常惊讶。

就是在这次会议上,六名科学家评估了先前对当地居民造成恐慌的群发性地震。当在会议中被问到目前的群发性地震是不是一次类似1703年拉奎拉大地震的前兆时,博斯基称(根据会议记录),“短期内再发生类似1703年的大地震不太可能,但也不能完全排除这种可能性。”塞尔瓦吉称,会议上传达的科学信息仅仅是安抚性的。“如果你生活在拉奎拉,即使没有群发性地震,”他说,“你也绝不能说‘没问题’。在高危地区绝对不能这么说。”另一方面,检察官们称,会议几乎没有讨论当地建筑的脆弱性,或者任何应该告知居民面临大地震时该怎么做的具体建议。博斯基在2009年发表于意大利新闻周刊《快报》上的一封致民事保护官员的公开信中称,“会议甚至压根就没有讨论应该进行的预防措施”。

现在拉奎拉大部分人认为,这次会议实质上是一次公关活动,让人们不要相信不可靠的地震预报(例如朱利安尼含蓄指出的),以安抚民心。邻近的莫利塞地区民事保护部门地震学家克里斯提安·德尔平托(Christian Del Pinto)也参加了会议,他后来告诉拉奎拉检察官,这次会议的记录使他“哑巴吃黄连,有苦说不出”。就连博斯基现在也宣称,“会议的重点是安抚民心。我们(科学家)也是后来才意识到这一点。”

会议室外发生的事情或许会困扰科学家以及风险评估界许多年。委员会的两名成员,巴贝利和德博纳迪尼斯,与西亚莱特市市长、阿布鲁佐民事保护部门的一名官员一起,举行了一场新闻发布会,宣布会议的研究结果。会议前后的新闻采访随后在意大利电视台播出,并被上传到YouTube,而现在变成了起诉案件的具体内容。在这些新闻采访中,德博纳迪尼斯称,拉奎拉目前的地震形势“相当正常”且“不构成危险”,他还补充道,“科学界仍然向我保证,由于能量的连续释放,现在的情况反而是有利的”。当一名记者说“那我们应该安心享用杯中美酒”时,德博纳迪尼斯干脆回应道“正是如此”。

群发性地震是有利的,因为它们能“消解”或释放地震应力从而降低大地震发生的概率,这一言论在科学上看起来似乎是不正确的。委员会的两名成员塞尔瓦吉和伊娃,后来告诉检察官他们“强烈反对”这样的断言。乔丹随后也指出这是“不正确的观点”。德博纳迪尼斯通过他的律师迪那斯(Dinacci)拒绝了采访请求。迪那斯坚持认为,德博纳迪尼斯的公开言论反映的,完全是委员会的科学家告诉他的内容。皮祖蒂称,官方记录里没有提到关于能量消解的观点,几个被起诉的科学家指出德博纳迪尼斯是在实际会议之前就发表了这些言论。

无论这一信息来自哪里,它在当地民众中似乎都产生了深刻的影响。“你几乎能听到整个城市都松了一口气,”代表拉奎拉大学遇难学生部分家属的律师希姆娜·吉安南格力(Simona Giannangeli)说,“这几乎已经成了口头禅:群发性地震越多,危险越小。”一名拉奎拉居民认为,这种传言给许多人带来了致命的伤害。

检察官称,新闻发布会和采访内容举足轻重,因为它们是会议之后的唯一公开通告。博斯基称,直到地震发生后委员会也没有按惯例发布正式声明,甚至连会议记录都没准备好。据皮祖蒂称,会议也没有为社区准备工作提出任何具体建议,因此没有尽到“避免或尽量减轻伤亡和损害”的法律义务。

皮祖蒂认为,当地住房的脆弱性应该是委员会进行风险评估时重点考虑的。“这不是建筑物全都抗震的东京,”他说,“这是一座中世纪古城,危险程度很高。”1999年,巴贝利独自对意大利南部所有抗震性较差的公共建筑进行了一次大规模普查。根据原告的起诉书,该调查指出,拉奎拉超过550幢砖石建筑物在大地震发生时有中高程度的倒塌风险。

面对这样的风险却没有提醒居民做好防震准备,这正是哥伦比亚大学拉蒙特-道尔蒂地球观测站的地震学家约翰·马特尔(John Mutter)拒绝签署公开信支持意大利科学家的原因之一。马特尔称,在他看来,“这些人不应该坐牢,但应该被罚款或者被谴责,因为他们本该说明另一些事情,而不是他们实际所说的那些。仅仅一句‘不要担心’是无济于事的。需要提醒人们做好防震练习:如果觉得房子在移动,就应该跑到室外去,或者躲在桌子或门框下面。要尽己所能拯救生命。”

作为起诉案件的一部分,皮祖蒂在他的起诉书中提出,当地居民在地震当晚做出灾难性的决定,正是基于政府官员在会议后发表的声明。住在维多里尼家附近的律师毛里奇奥·科拉(Maurizio Cora)告诉检察官,在3月30日的地震之后,他和他的家人躲避到了拉奎拉十六世纪城堡的广场上。他说,4月5日晚上11点的前震发生后,他的家人“理智地”讨论了现状,回想起政府官员再次保证过余震震级不会超过已经发生过的地震,于是他们决定留在家里,“这改变了我们通常一旦感觉到地震就离开房子的习惯”。科拉的妻子和两个女儿在房屋倒塌时遇难了。

“那天夜里,拉奎拉所有的老人在第一次地震发生后都走到室外在外面待了一夜,”维多里尼说,“而我们这些习惯于利用互联网、电视和科学的人,都留在了室内。”

 

备受质疑的建议

博斯基在他的律师的办公室中接受了一次采访,他用嘲弄的口吻否认他曾经对拉奎拉地震的风险轻描淡写。这位满头银发的高个子地球物理学家,一边挥动着一份INGV的意大利地震灾害地图——地图用明亮的色彩标示了亚平宁山脉狭长地带中的高风险区域,一边坚称,“没有人能找到哪怕是一条证据,证明我说过‘保持冷静,不要担心’。数年来我一直声明,阿布鲁佐是整个意大利地震危险最高的区域。就好像我突然变成了一个笨蛋,我竟然被指责玩忽职守!”他说,他没有被邀请参加会议之后的新闻发布会,直到返回罗马时他才知道那次发布会。

在搜集更多证据时,其他科学家的辩护律师都坚持认为指控是毫无根据的。巴贝利的律师佩里表示,会议的“部分”目的是消除朱利安尼的预测带来的恐慌,但他坚称,他的委托人所说过的一切,在科学上都是合理而正确的。为了说明传达危险评估结果的困难,他做了一个类比:当被问到最安全的旅行方式时人们会推荐飞机,这是因为从统计学上来说飞机比汽车和火车安全得多。“如果某人因此选择了乘坐飞机,而飞机发生了意外,这并不意味着我的建议就是错误的,”他说,“我给出了正确的建议,因为科学的建议就是基于统计的,但是统计并不能保证我们希望避免的事件永远不会发生。”

卡尔维的律师亚历山德拉·斯特凡诺(Alessandra Stefano)称,大众媒体在这一案件中也难辞其咎,在转达“特别精细的”科学表述时,它们散播了错误的信息。伊娃的律师阿尔弗雷多·比昂迪(Alfredo Biondi)指出,在1985年的一次群发性地震后,当时的民事保护部门负责人朱塞佩·赞贝莱蒂(Giuseppe Zamberletti)下令,让托斯卡纳地区西北部几个村庄的居民撤离,他因为涉嫌煽动公众恐慌而被调查,因为在那起事件中没有大地震发生。安东尼奥·巴洛塔(Antonio Pallotta)则辩称,他的委托人塞尔瓦吉并不是委员会的官方成员。

至于那份似乎影响了大部分拉奎拉居民的声明——德博纳迪尼斯声称群发性地震期间反复发生的震动是“有利的”,迪那斯提起他的当事人时说,“他不是地震学家,他只是个液压工程师”,他只是完全复述科学家告诉他的话。至于德博纳迪尼斯建议人们享用红酒,迪那斯声称,“这只是个玩笑!用一杯酒开个玩笑就被定罪实在是太荒谬了。这是中世纪才会发生的事。”

即将在拉奎拉举行的审判,其结果就像地震本身一样令人难以预料。最终将由一名法官决定,委员会的行为以及官员在会议之外披露的所谓“使人误入歧途的信息”是否达到过失犯罪的程度。尽管辩护律师认为诉讼案件具有逻辑缺陷而不能成立,但科学家败诉的风险还是很高。根据检察官的说法,如果被定罪,科学家可能会面临最长达15年的牢狱之灾。此外,独立的民事案件中,原告索赔金额也高达2 250万欧元(约3 160万美元)。

 

阵痛之后

无论判决结果如何,这都是一个痛苦的教训,当潜在危险逼近时,与公众明确清晰地沟通是很重要的。乔丹说,非官方的地震预测“引起了骚乱”,委员会和民事保护部门“却因此深陷在错误言论的泥沼之中”。“不管地震会不会发生,都会出问题,谈论地震本身就是错误的选择。”马特尔在表达他的意见时补充道,委员会关注的是地震能否被预测,而这根本不能告知民众他们想了解的。“大众的眼睛是雪亮的,”他说,“他们知道我们不能预测地震。他们只是想了解他们具体应该怎么做。”

最近ICEF的报告认为,经常更新危险发生的概率是与公众沟通风险信息的最好方式。“如果你愿意,应该每天发布地震气象报告,”乔丹称,“还没有人就此建立一套好的体系,在这个案例中我们对地震‘气象’知之甚少,人们只能盲人摸象般地观望。”不过,他也说道,在社会媒体和即时通讯泛滥的这个时代,谣言很容易误传千里,公众需要明确而实时的危险评估。正如塞尔瓦吉所警示的,需要科学家评估风险的情况越来越多。他说,“我们面临的极端事件以及生活在高危地区的人数都在与日俱增。现在是解决这个问题的时候了。”

乔丹称,拉奎拉事件提出了另一个关于风险评估的极其重要的问题。“科学所肩负的责任是呈递关于危险的信息,”他说,“但是,参考这些信息以及其他多方面的消息从而做出关乎公共安全的决定,则是决策者们的责任。”事实上,有人认为拉奎拉的法律纠纷是科学家与当地检察官之间哲学性的争辩,科学家认为,他们的任务只是纯理论的风险评估,而当地检察官则认为意大利的法律要求科学顾问在风险评估中必须对建筑物的脆弱性以及其他多种因素都加以考虑。

至少在拉奎拉,科学家将不得不努力工作,使公众相信基于概率的风险评估会比古老的传统更好地保护他们。就像地震后维多里尼告诉皮祖蒂的,来自委员会会议的信息“可能在某种程度上消除了我们对地震的恐慌。这一次,科学竟然变得草率而肤浅,它背叛了自己审慎的传统,也欺骗了我们从父母那里学到的建立在祖辈们的智慧和经验之上的判断力。”

维多里尼看了一眼他手机上妻子和女儿的照片后说,“我们不是暴民。我们只是想追究责任。我们期待这次审判成为改革的象征。”

 


全部评论

你的评论