地震之前一定有预兆吗?在严格的科学意义上, 这是一个很难回答的问题。虽然古今中外, 有无数记载和报道说, 大地震前是有前兆的, 但实际情况是地震的前兆现象千变万化, 很难捕捉,极为复杂, 至今国际上仍无定论。
地震前出现的与地震孕育和发生过程相关联的现象,称为地震前兆。从理论上分析, 地震是会有前兆的。因为地震是地壳运动中岩石应力应变不断积累、增加, 当其超过岩体破裂强度时所发生的岩体突然破裂。所以, 地震的发生总有一个应力应变长时期积累的过程, 当这个过程中应力强度增长到接近岩石破裂强度时, 岩石中将出现小的破裂, 且其数量和长度随应力的增长而增大, 并因此而导致岩石体积的膨胀, 于是在地表就可能观测到地壳形变。微小破裂的发展一方面使岩石的物理性质如岩石密度、弹性等发生变化;
除了岩石的变化,地壳中包含的水、汽、气、油等各种流体也会开通其活动和流通的渠道。随着孕震区岩石应力应变增长, 介质物理性质变化和地下流体活动的增强, 可能观测到地震活动性、地壳形变、地下水、地下气体、地球电场、磁场、重力场等各种观测量的变化。在临近地震发生前,还可能观测到地下水位与水质等的突变、地声、地光、电磁波干扰、动物习性异常等一系列宏观异常变化。
而通过仔细的分析可以发现, 大多数已报道的前兆现象, 是在地震之后总结出来的, 包括许多非专业人员的回忆结果。真正在地震前观察到、可信记录的、并经过严格检验得到多数专业科学工作者认同的地震前兆还很有限。实际上, 地震发生原因复杂,类型多种多样。如前所述 地震发生前地下岩石可能先发生小破裂, 因此会产生小地震(前震) 和其他前兆现象; 有些大地震前, 未来震中区也许很平静, 但在某种触发作用下会突然产生大的快速的断层破裂和运动, 导致巨大地震; 在这种情况下, 即使有密集的台站和仪器, 也不一定能观测发现地震前兆。已有很多实例可以证明这个推测。例如,美国西部加利福尼亚地区经常发生地震活动, 科学工作者已布设了大量仪器长时间地监测, 开展地震预测现场试验。但在过去20多年间,并未取得成功, 几次7级大地震前, 没有观测到非常明显、可以经受检验的前兆。这是目前多数人的一致认识。此外, 一个地震之前出现过的前兆现象, 往往在另一个地震之前并不出现。
虽然地震前兆现象存在复杂性和多变性,但地震前兆仍是地震预测、预报的主要依据。下面将介绍几种可能的地震前兆现象。
地光, 一般是指地面或低空的自然发光现象,从成因上讲, 是地壳运动造成的。我国海城、龙陵、唐山、松潘等地震时及地震前后, 都出现了丰富多彩的发光现象。地光多伴随地震、山崩、滑坡、塌陷或喷沙冒水、喷气等自然现象同时出现, 常沿断裂带或一个区域作有规律的迁移。地光可能对人或动、植物造成不同程度的危害。按其成因大体可分三类: ① 岩石摩擦、破裂、振动撞击发光; ② 地下活泼易燃易电离气体冲出地表后氧化燃烧或从高能状态恢复到低能稳定状态时释放出能量而发光; ③ 从地下喷出的气体强化低空大气静电场达一定程度或在外因触发下造成各种发光。地光现象也可能是地震前兆现象之一, 但由上述可见, 依据地光预测地震难度很大。
地声, 顾名思义是指地下发出的声音。因为地震多伴生地声出现, 有人则将其称为“震声” 。但是, 不论从历史文献记载还是从现今调查资料来看, 还有大量有声无震的情况。地声主要表现为:狂风怒吼声, 山洪咆哮声, 马达轰鸣声, 响雷声或闷雷声, 大树折断的“咔嚓” 声或履带拖拉机、坦克开动时的吼叫声, 撕布声等等。地震、山崩、地裂、地陷、液体或气体从地壳内冲出或爆炸, 在地内运移等等都可造成发声现象。由于声源介质、能量、传播介质、距离, 人的经历, 精神状态各不相同, 再加上不同地形地物的反射折射等等, 人们描述其地声时自然就千奇百怪、各具特色了。总起来看, 地声是地下岩石的结构、构造及其所含的液体、气体运动变化的结果。有相当一部分地声可能是临震征兆。因此, 地声也是地震预测预报的一个方面。
除了不可捉摸的地震前兆现象,还有一些其他原因加大了地震预测预报工作的难度。比如发生过强烈地震的地方, 还可能再发生强震。从历史地震资料看, 同一地点再一次发生强烈地震, 一般要间隔一段时间, 多则几百年, 少则也要几十年、几年。间隔时间的长短因地而异, 与那里地壳运动的强弱密切相关。在我国西部地震活动强烈的地震带上, 在较短时间内重复发生强烈地震的情况多些; 而在华北这样的地区, 总要间隔许多年才有在同一地点重复发生强烈地震的可能。
另外在地震带内, 有可以长达数十年不发生强烈地震, 而周围有感地震却很多的地区。这些地区, 被称为“地震空白区” 或“地震空区” 。有些情况下,地震空区可能是缺少发生地震的地质构造条件的“安全岛” , 或者是周围地区的地震已把这个地震带内积累的大量地震能量释放了, 所以没有强震发生。但也出现过这样的情况, 临近强烈地震时, 空白区周围地震次数增多到一个峰值, 空白区内部地震仍然很少, 最后, 强烈地震却在空白区内发生。这种现象称为“地震填空” 。还应注意, 不属于已知地震带的地区, 也可能发生强烈地震。已有这样的震例表明, 在一向认为不会发生地震的, 地壳比较稳定的无地震地区, 却发生了强烈地震。综上所述, 地震活动确实难以捉摸, 必须做扎扎实实的工作, 才有可能减少地震造成的损失。
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