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为何事后能找到所谓的地震异常？

秦四清

我看过多篇有关文献，认为其存在如下共性问题：（1）数据分析采用的时段太短，一般为数天至数年(人为性强)，难以反映地震孕育全过程（图1），故可能严重失真；（2）异常（数据变化较大或曲线变化较剧烈处）识别较随意，即不管所谓的异常是否显著，只要有地震对得上即可；（3）不管观测台站距震中的远近，有硬凑的嫌疑。的确，要这么搞得话，当事后诸葛亮易如反掌

为澄清地震前是否存在可判识的地震异常，我将从地震物理机制说起。我们已经认清：

（1）较大地震主要源于锁固段的脆性破裂，而破裂又归于构造运动加载。

（2）破裂产生应力降，故只有在锁固段被加载至应力不小于破裂前的应力水平时，才能发生下一次地震。

（3）加载是非连续的，可视为间隔一段时间加载一次；每一步加载，锁固段不一定破裂发震（参见（2））；因此，对同一个地震区，较大地震通常会间隔一段不等的时间发生。

（4）即使应力或应变满足了锁固段剪切破裂条件，但由于断层黏滞性的约束，地震会滞后发生，且滞后时间没有规律可循。

基于上述认识，以应变随时间变化为例，看看其变化特征。其他的物理量，如应力、波速、电阻率等随时间的变化可以此类推。

为便于理解，我们分两种情况讨论。需要说明的是，由于固体潮引起的周期应变在数据处理时可剔除，故在下列讨论中不予考虑。

图2应变随时间的变化示意图

（红色竖线表示地震，绿色曲线表示锁固段应变，黑色曲线表示近地表应变）

1**、测锁固段的应变（图2****中的绿色曲线）**

假设能把应变片贴在锁固段上。某次地震后的每一步加载，应变增加；加载完成后，应变随时间近似不变，直至下一步加载；当累积应变满足发震条件时，锁固段破裂错动，此时应变显著增长。换句话说，在地震前（震间），锁固段应变随时间总体上呈多“小阶梯状”稳态增长趋势，且增长量与震时相比很小。如上所述，因为不知道加载到第几步和滞后多长时间地震发生，所以任何人都不能科学地预知地震何时发生，也没有办法预知震级多大，除非玩“剪刀-石头-布”的游戏瞎蒙乱猜。需注意的是，震级可能不大，故不需要预报。

2**、测近地表的应变（图2****中的黑色曲线）**

锁固段位于基底中，距地表一般不小于10km。按目前的技术，无法把应变片贴在锁固段上，故多采用近地表的钻孔应变测量方法。假定钻孔正好布设在锁固段上方，以取得最好的观测结果。

深部锁固段几乎不受气压、降雨、地面温度、地面振动、人类工程活动等因素的影响，但在近地表的钻孔应变则受这些因素的影响很大，其包含了“大幅打折（深部锁固段的应变，要通过很厚的岩土介质才能传递到近地表，故近地表的应变测量值必大幅小于锁固段的实际应变值，甚至完全不含后者的信息）”后构造加载的信息，但更多的是上述因素导致的扰动信息。因此，测定的应变—时间曲线，在震间会呈现多“锯齿”，但在震时显著突跳，这与近地表的实际观测结果一致。若把“锯齿”的峰或谷作为异常预报地震，那就成了无稽之谈啦，因为其主要与扰动有关。为何事后能找到所谓的地震异常，答案已昭然若揭。

退一万步说，即使能排除扰动信息（相当于第一种情况），也无法做出可靠的地震三要素预测预报。

综上，在震间或震前，无论直接或间接（近地表）测锁固段的应变，都不可能观测到可判识的应变异常；然而，在震时，若观测台站距震源较近且震级较大，则能观测到应变突跳——显著异常，但此时地震已发生来不及做出预报了。

我再次强调，无论根据异常还是规律预测预报地震，都必须基于地震物理机制；否则，即使采用更先进的监测手段，即使把观测仪器布满全球，仍无济于事，只会白白浪费银子和时间。

如果确有与物理机制密切相关的异常，且能重复出现，则标志着已找到可判识的地震前兆，故可靠的地震预测预报也就随之实现了。然而，长期的预测预报实践表明，此路不通。例如，卢双苓等（2015）统计了我国大陆在1966 ～2002 年间，发生的1576 次M≧5.0地震的宏观异常现象，其中动物习性异常58次，地光异常18次，地声异常17次和气象异常9次，分别占地震总数的3.68%、1.14%、1.08%和0.57%，表明这些宏观异常现象与大地震的相关性很差。既然相关性如此差，就更谈不上因果性。这意味着根据异常预测预报地震相当不靠谱，再结合本文的分析知，也不会有光明的前途。

昨天，我在某微信群对群友们说：地震也好，滑坡也罢，虽然其演变千变万化，但遵循基本的力学与物理学原理，不可能干出格的事儿，这是我们能找到规律的根源，也是我们乐意从事科研的动力。就以此句话作为本文的结束语吧。

参考

朱航.2003.四川地区应力应变和重力的地震短临前兆异常特征[J].地震研究, (z1):9.

卢双苓,曲保安,蔡寅,等.2015.宏观异常与地震关系的统计分析[J]. 中国地震,31(1):141-151.

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