在介绍地震预报前先扼要地谈谈地震是怎样一种自然现象。
地震的重复性
所谓地震就是由于地壳不断地受到某种外力的作用而产生应变，终因承受不了应变'力而发生破裂的现象。虽然破裂的方式有所不同，但其形式不外乎是以某个平面为界的两侧发生错动，最后形成断层——即发生地震。断层形成时的“错动”通常以每秒3公里的速度进行。假设一个震级为（M）8级的地震，其断层面就长约100 ~ 150公里。所以这个地震从发生到结束（即到形成断层为止）则需几十秒钟。
对于地震的再一个基本观点认为，某个发生地震的地区大体上是固定在同一个区域。譬如太平洋沿岸就是世界上地震、大地震最频繁的地区，正因为日本位于太平洋的关系，所以时而发生8级大地震，如十胜冲地震（1952年、1968年）、三陆冲地震（1933年）、关东大地震（1923年）、日本东南海地震（1944年）、日本南海地震（1940年）。从1923 ~ 1968年的45年内竟发生了6次（M）8级地震。
在这些太平洋沿岸的大地震中，除了三陆冲地震基本上都是低角度（接近水平）的逆断层。海底地壳扩张就是地震的能源，海底地壳向大陆地壳俯冲的现象发生在像日本列岛之类的岛弧地区。海底地壳似乎以每年几厘米的极其均匀的速度进行俯冲，此时，大陆侧的地壳被挤入下方，大陆地壳的应变力一旦达到极值便产生地震，于是应变消除。由此可认为太平洋沿岸反复发生大地震是很自然的。
实际上只要研究一下地震的历史，就可看到太平洋沿岸的地震反复发生于同一区域，仅日本南海诸地震就记录到了8次。我们称地震重复的时间间隔为周期。一般认为太平洋沿岸的大地震周期为100 ~ 200年左右，像宫城县近海地震之类小型地震的周期大概为几十年，一般小型地震的频度较高。
周期较长的内陆地震
在日本发生的灾害性地震并不局限于太平洋沿岸、也有很多地震发生在日本内陆及沿海地区。就关东大地震以后的地震来统计、便有兵库县北部（1925年，死亡428人）、北丹后（1927年，死亡2925人）、北伊豆（1930年，死亡272人）、鸟取（1943年，死亡1083人）、新潟（1964年，死亡26人）等地震。这里列出了死亡人数较多的震例，但新潟由于震源在30 ~ 40公里外的海中，因此死亡人数较少。
内陆地震的断层不一定都为低角度逆断层，既有平移断层，也有高角度（接近垂直）的逆断层与正断层，但规模相对较小，一般不超过（M）7.5级。
内陆地震的另一特点是周期长，最短也要数百年。甚至有数千年、数万年的地震周期。
在平移断层的场合，只要反复发生成百上千次的地震，错动往往可累积至几百米、几千米甚至更多，这类地形叫做活断层。活断层既是数次地震的形迹，又是下次地震的潜在因素。但有时候几千年、几万年发生一次地震的活断层会消失而无法看到。因此，不能因无活断层地形而可高枕无忧了，相反，即使存在着活断层，但只要近几百年内发生过地震的话，那么眼下倒是安全的。
内陆或日本沿海地震的能量可以说是太平洋岸地震能量的剩余。所以其应变的积蓄速度缓慢得很，不到太平洋岸应变积蓄速度的十分之一，周期长的原因也就在此。
震后的地壳活动
假设在某区域曾发生了数百次或数千次的地震，那么下次发生的地震也许是第一万次，现在不妨暂把它称为第N次地震，然后再研究一下从发生第N次地震到发生第N+1次地震的阶段内，地壳内部会产生什么现象。首先由于第N次地震是大地震，所以自然会引起余震。如果是太平洋沿岸的大地震，余震大概可持续十年左右。在大地震发生的同时，地壳发生剧烈的变动。就太平洋沿岸的地震来说，海岸会随着地震而隆起，向太平洋延伸。这种隆起的高度为1 ~ 2米，甚至更高。
隆起或延伸会随着进入内陆而减弱、只要主震结束，余震一开始，隆起便转为沉降。沉降速度开头似乎非常快，甚至有“眼看着下沉”之说法，然而，实际情况并不十分了解。总之，在沉降速度逐渐减弱的同时，也在作方向性地壳活动以消除地震时引起的急剧的地形变。这种余震期的方向性地壳活动叫作后效性地壳活动。
当后效性地壳活动结束（虽是这么说，实际上结束时间尚未清楚）以后，速度极其均匀的地壳活动又要持续几十年。假设太平洋岸地震的周期为100年，那么就可持续60 ~ 80年。这样的地壳活动能通过反复测量而观测得到。那么，在后效性地壳活动与匀速的地壳活动之后的20 ~ 30年内会发生些什么现象呢？现在假定要发生的第N+1次的地震震级为（M）8级，这时地壳便在这个地震发生前的20 ~ 30年内发生质变。因此，地壳会有各种各样的变化，地震学家把这种现象称为地震的长期前兆。
地震的长期前兆
在1964年的新潟地震时就捕捉到了令人满意的长期前兆，这就是通过反复的水准测量所发现的大地隆起现象。在隆起停止后的五年左右地震便发生了。这种前兆出现的时间过程虽因地区而异、但大致上总要经过10 ~ 15年左右。
一般认为，长期前兆的持续时间与地震大小有关。如果震级为（M）8级的地震，其前兆可持续20 ~ 30年左右；7级或5级地震的长期前兆分别可持续数年或数个月。如何津5级地震的前兆（磁变异常）约持续了三个月。
以上两个震例的前兆分别为大地隆起与磁变异常。但长期前兆则是以各种各样的现象出现的。比如平时小震不断，可是突然平静下来的地震空区以及地震波速度变化（肯定存在，但还未发现可靠的实例）也是地震的长期前兆。
前头所谈的所谓速度极其均匀的地壳活动表示应力正不断地向地震震源区周围的地壳集中，一旦应力达到一定程度，构成地壳的岩石便发生质变，更具体地说就是岩石逐渐产生无数无法看到的裂隙而使容积变大，地表发生隆起。
根据岩石的室内实验，只要这种现象一发生，岩石本身的强度就增大，于是这个地区的小震便停止。由于这个部分的容积变大了，水分就相应减少，但同时从周围逐渐渗入水分而恢复原状，这样一来地壳的强度也恢复原状。再加上在这段时间内应力不断地积累，终于导致了主震的爆发。
倘若是规模大的地震，水分渗透到其爆发则需要几十年的时间。但是，震级为（M）5级的地震因为震源区容积较小，所以几个月便能促使地震爆发。这种观点就是扩容学说，是最有说服力的观点之一。用这个学说也能够解释大部分前兆的现象及前兆持续时间与震级之关系。
只要利用水准的反复测量及其它手段长期监视各个不同的地区，就有希望发现长期前兆。不过，对于大地隆起到底是不是地震的前兆还有所争议，是一个比较难的课题。新潟地震前的大地隆起是在调查抽取地下水引起地基下沉所进行的水准测量时偶然发现的。国土地理院每五年作一次全国性的水准测量，同时也反复进行高精度应变测量，这些测量有可能发现伴随着（M）7级以上地震而来的隆起等现象。但实际上，很有可能因不是8级地震而疏忽了。
即使不依靠长期前兆，也能够从地震的重复性和周期性估计到下次地震发生在何处。今村明恒先生曾警告过的关东大地震及日本东南海、南海地震都在他生前发生了。
临震前兆是预报的关键
若仅仅注意长期前兆，纵使正确地捕捉到了这个前兆，也只能说：“某地再过数年或者30年要发生一个（M）8级地震。”这样对地震预报并起不了多大的作用。幸好我们知道临震前除了前震还会产生各种各样的前兆。自古以来就已经将海岸线的移动（海岸附近的地壳上升或沉降）、井水的枯干或混浊等作为临震前兆。动物震前反应的说法也很风行，但我认为未免真伪混杂。
据说海岸线的移动大约从震前30分钟到2 ~ 3小时就开始发生了。已经得知日本沿海有4例，都能用肉眼观测得到。井水异常最盛名的例子是1933年的三陆冲地震和1964年的日本南海地震，从震前10 ~ 20天起一部分井水就发生枯干或混浊。
尽管为什么会发生临震前兆的原因尚未十分明了，却可以通过各种观测手段来发现。目前在日本有地电、岩石的电阻率、地形变（地倾斜、伸缩）、地壳的上升或下沉（一般称为应变）等观测手段；再有就是观测地下水位的上升或下降、地下水中的化学物质变化等手段。另外，据说电波噪声也是临震前兆，即使是普通的收音机也能收听得到，这个现象最近比较引人注目。
临震前兆包括了力学、电磁、化学等方面的现象，但并非所有现象同时出现，也并非哪个区域都会出现。即使设置各种观测网，一旦机遇不佳，临震前兆似乎也是不能捕捉到的。换而言之，各个观测点上前兆出现的概率是相当低的。日本地震学家对社会的公约就是至少要在2 ~ 3天或几小时前预报出日本东海的地震，要切实实行这个公约，就必须大量地设置各种手段的观测网。
效果不佳的力学测定
究竟哪种观测手段能最有效地记录到临震前兆呢？坦率地说目前还不十分清楚。但是，从集过去之经验来看，将电极埋入某种特殊的岩石中测量电阻率变化的方法记录到的地震前兆为最多，而且也能够记录到相当远处的地震前兆。美中不足的是适用于这种方法的岩石很难发现。
水氡浓度的异常是最令人置信不疑的前兆，但在日本还只记录到一例。另外，气象厅的埋入式应变仪也只得到过一例前兆，其原因就是因为震级为（M）7级的地震毕竟不是那么大量地发生的。
地震学家们一直认为只有倾斜仪或伸缩仪是测量临震前兆的王牌。尽管如此，至今效果不佳。本来地震就是地壳破裂的现象，照理用力学方法是能够捕捉到临破裂前的前兆的，因此，对于原来的力学测定——倾斜、伸缩的效果如此之差感到不可思议。按照我的观点，在这个问题解决之前不能说临震预报成功了。同时，地震波速度异常的问题不搞清，也不能说长期预报解决了。那么到底采取什么措施才能解决这些问题呢？
提高测定精度的新尝试
如今，地震预报已成为国家的重点科研项目之一，文部省的测地学审议会讨论了学术性的根本措施，目前正在实行第四个五年计划。在这里我想谈一下自己的观点，倾斜或伸缩的观测方法效果之所以不佳，关键就是因为观测仪器的灵敏度不太高。在力学方面有多年传统的地壳活动连续观测方法，那么如何提高这种观测方法的灵敏度呢？
将答案简单地归纳一下就是：（1）加长水管倾斜仪及伸缩仪的基线长度；（2）在处理数据时只取出含有信息的频域，舍去没有信息的频域；（3）测定仪器采用台阵方式等措施。此外，很有必要把观测仪器设置在降雨等干扰较少的场所。
我为了实现这些要求，打算作这样的尝试：将长度为100 ~ 200米的长水管倾斜仪埋设在地下1 ~ 2米处，并准备只取出几十分钟到几小时的频域信息。已经在国土地理院设置了长度为300米以上的长水管倾斜仪，由于不受降雨的干扰，令人满意地得到了长期稳定的观测结果，因此可以说是很有希望的。
最后想涉及一下如何更可靠地捕捉长期前兆的问题。毫无疑问，反复测量是最基本的方法，但关键重要的就是要将激光测距装置的精度再提高一个数量级，充分地研究水准测量的精度，另外，检测地震波速度异常也同样重要，为此，必须反复地利用人工地震来调查地壳的构造，尽管需要花费较多的人力和物力，除此之外没有其它办法。
[《科学朝日》，1982年6月号]