中國“張衡一號”飛向太空“看”地震

　　中國“張衡一號”飛向太空“看”地震——

　　人類能否交出“地震預測”的答卷？ 

　　在21世紀的今天，人類文明已經走過6000多年曆史並迎來第六次科技革命，如果要問還有哪些世界性難題久攻未破，甚至仍在限制人類的想像力？地震預測肯定算一個。

　　2月2日，我國第一顆觀測地震電磁資訊的衛星“張衡一號”成功發射。西元132年，張衡發明瞭人類歷史上最早的地動儀，開創世界地震勘測研究的先河。1800多年過去了，如今以他的名字命名的衛星飛上了天，研究的還是同樣的問題：地震預測。

　　這顆衛星仍然不能直接預測預報地震。用國防科工局系統工程司副司長趙堅的話說，“‘張衡一號’主要是用於地震前兆資訊研究，為未來建立地震監測體系進行前期技術儲備。”

　　儘管如此，在中國的地震預測研究之路上，這顆衛星還是邁出了一大步——有望讓我國第一次具備全疆域和全球三維地球物理場動態監測能力。換句話說，中國境內6級以上、全球主要地區7級以上的地震電磁資訊，這顆衛星都有可能“看到”。

　　人類究竟能否預測地震？

　　仰望星空，人類拿起“天文”的尺子來看待自己，不免會產生敬畏之感，同樣地，面對大地，人類同樣會感到“浩渺滄海之一粟”，這不單是因為體積上的巨大差異，更有來自這個龐然大物“發脾氣”時的巨大威脅——大地一顫抖，帶來的就可能是生與死。

　　以去年為例，來自中國地震局的數據顯示，2017年我國發生5級以上地震19次，其中大陸地區13次，臺灣地區6次，最大地震為8月8日四川九寨溝7.0級地震。這些地震共造成大陸地區37人死亡，1人失蹤，617人受傷，直接經濟損失145.58億元。放眼全球，2017年發生7級以上地震8次，最大地震為9月8日墨西哥近海沿岸8.2級地震。

　　相應地，地震認知上的一個個空白，加劇了這種威脅：大地究竟為何顫抖，地震究竟能否預測，以及該如何預報，仍是全球科學家面臨的巨大挑戰。

　　“張衡一號”衛星工程首席科學家兼副總師、中國地震局地殼應力研究所總工程師申旭輝說，擺在科學家面前的地震預報難題有“三座大山”。首先是地震事例太少。他說，中國平均每3年有兩個7級地震，全球每年則有18個——儘管誰也不願看到地震發生，但這無法避免，僅從科研角度來說，這樣幾次的數據連有效的統計分析都不夠，不足以幫助科學家形成完整的地震預測科學體系和方法體系。

　　換言之，地震監測的研究結果難以檢驗。申旭輝說，強烈地震對於同一地區可能是幾十年、幾百年或者更長的時間才能遇到一次，對於不同地區，甚至不同時期的孕震過程，機理差異很大，所以，“重復實踐”進行檢驗的機會很難碰到。

　　其次，地震科學研究的方法和手段受到很多制約。申旭輝說，地震發生在地下二三十公里處，而當今世界上最深的鑽孔只有12公里，科學家們很難去地下“看”究竟發生了什麼，“既看不見，也摸不著”。

　　相應地，現有的地震“觀測”均是間接的，人們只能依靠地面的觀測資料，對地球內部的狀況進行反演和推測，但申旭輝告訴記者，地面的探測站點畢竟分散，又很難把全球的地球物理場搞清楚。

　　第三是理論的更新相對較慢。地震是地球上規模宏大的地下岩體破裂現象，其孕育過程跨越了幾年、幾十年，甚至更長的時間，因而，不但很難用經典物理學從本質上加以描述，也難以在實驗室或者野外進行模擬。

　　申旭輝說，地震研究的基本理論本身起源於早期的牛頓物理學，而如今物理學發展很快，基礎理論學科相互交叉滲透，地震研究迫切需要吸收其他相關學科的理論。

　　其實，地震究竟能不能預測，科學界長期以來就有爭議。

　　20多年前，這個問題還曾在我國掀起過一次大討論。我國地球物理學家、中科院院士陳運泰當時的態度相對樂觀——“地震不可預報這樣的論斷要慎言”，在他看來，自然科學問題必有解決的辦法，需要尋找探索新的思路。

　　申旭輝認為，如今“張衡一號”的發射就是一次新的探索和嘗試。正如陳運泰院士所說，“地震預測預報，是世界性難題，但並不是說在這個難題解決之前，地震工作者就什麼都不能做。”