美国地震学家塔茨奇(J. H. Tatsch)在其近著《地震的成因、预报与控制》一书第18章即“地震的成因、预报与控制要义”的论述中,几乎用了占全章五分之一的篇幅,以客观的态度和求实的精神,对中国的地震预报工作和成果作了比较详细地评述。

不了解什么是导致地震发生的原因就着手预报地震,会引起严重偏向。中国地质学家在地震预报方面被认为有很大能力。他们的体系虽然不能预报所有的地震,但是它已经“预报了某些从未出现过的地震”。

为了强调地震预报涉及的事物复杂,简单地看看某些由中国和其他国家的科学家们在尝试预报地震方面已经采用的技能是有好处的。这些技能很大部分都是以前兆分析或前兆现象为基础的,而这些现象已被注意到与地震有关。

一、中国地震预报运用的预测技术

中国的地震预报计划,运用着世界任何一个地方已被提出来的每一项预测技术(参见Press等人1975年文章)。这些技术中的一部分一一排列于下:

1. 监视地震波速变化。

2. 监视深井地下水氡容量变化。

3. 使用激光光速测距仪监视距离变化。

4. 使用石英棒伸缩仪监视应变(地壳形变)变化。

5. 使用水管倾斜仪监视倾斜变化。

6. 使用潮汐重力仪监视重力变化。

7. 使用地磁仪器装备监视地球磁场变化。

8. 使用地球仪表监视地球电场变化。

9. 监视预示大震的低震活动周期。

10. 监视水井水位变化。

11. 监视预示某些浅震的音波干扰。

12. 观察动物的异常活动:老鼠离仓,蛇出洞,禽鸟夜间不愿栖息树枝,狗令人不可理解地狂吠,等等。

二、关于对海城地震预报工作的评述

(一)海城地震的长期、中期和短期预报

1975年2月4日中国海城地震的长期、中期和短期预报可以概括为:

1. 1970年召开的国际地震工作会议指出,辽宁省为“地震和地球物理方面值得特别注意的一个区域”、(参见海城ESD,1977)。

2. 1974年2月调查者作出结论:一个大于6级的地震将在1975年和1977年间发生。

3. 1974年6月国家地震局(中国)会议作出结论:在明年(1975)到后年(1976)时间内将在渤海北部区域发生5 ~ 6级地震。

4. 1975年1月13日国家地震局另一次会议预报:1975年上半年内将在营口—大连—安东地区发生一次5.5 ~ 6级的地震。

5. 1975年2月4日零时30分,辽宁省地震办公室预报:当天将在海城附近发生一次强烈地震。

6. 1975年2月4日10时30分,辽宁省革委会向其他省份通告海城地区将发生强烈地震的可能性。

7. 1975年2月4日下午两点钟,海城、营口当地政府有关负责人发布了地震灾害预防措施命令,安排组织了急救工具设备和医疗队。许多地区居民进行了疏散,并搭起许多露天电影放映场地。因而,在1975年那天地震发生时就即时处置而言,已建立了全面的应急措施。

(二)在预报海城地震方面运用的前兆现象

在预报1975年2月4日海城地震方面运用的前兆现象包括有:

1. 倾斜记录  这些记录主要是用地下仪器追踪倾斜矢端的倾斜轨迹描绘的。主要的仪器设备在北京、四平和沈阳观测台。前兆倾斜大得令人惊异,来自距离可能发震的震中200公里的为i. e. ,10-5拉德。

2. 大地测量数据  这些数据表明整个渤海范围(海城南部)是朝着海洋中心,向下倾斜,尽管随着海拔变化,集中于营口附近东南的陡坡仍相继下陷,而营口附近成为海城地震的中心。余震查勘表明,东西海槽证实与前新生代地震构造岩浆带活动的偶发地震事件痕迹有联系,1970 ~ 1975年间歇期内在震中附近曾有过沉陷14厘米的最大记录,震中区域的东西海槽亦曾有过发展。这种情况与扩容概念的那种情况是相反的,因为前兆涌现将持续到地震后数个月。某些数据表明,左旋运动是沿着穿越海城的前新生代地震构造岩浆带活动的偶发地震事件的东西向痕迹发生的。

3. 地磁观测 这些观测主要使用两个或更多个相距至少100公里的核旋进地磁仪,同时进行不同的磁场强度测量,用电离层效应校正并获得总磁场和垂直分量记录。1973年10月和1974年5月的垂直分量20γ的变化,在1974年6月被用于辽东半岛预报在1 ~ 2年内将发生一次5 ~ 6级地震。这次预报后的8个月,发生了7.3级海城地震。地磁异常通常被认为表现出与同震应力降有联系的压磁效应。

4. 地震活动性   在四年预测海城地震期间,辽东半岛的地震活动普遍增加,其早期部分包括大量小震群。海城地震的直接前震活动由ML=0.5的地震单独开始于1975年2月1日,2月2日更多的震动接踵而来。震群似的活动在2月3日傍晚开始,2月4日午前达到高峰,从2月3日下午6时到2月4日下午1时有466次前震,包括2月4日大约在8时发生的大前震(ML=4.8)。在1975年2月4日主震(M=7.3,19时36分6秒发生)之前发生的前震有53次之多,前震的准确低b值(=0.56)是主震之前该地区作出地震预报和疏散入口的关键。

5. 地电   最简单的自然电位测量是由不同材料(例如铜和铅)的两种电极构成,每一种电极埋深约1米,相距约30 ~ 60公里。两电极之间的电流变化根据微安计测量,并担负起监视地电的作用,但是,它们能够表明电极化学电位的变化。无论何种情况的显著变化皆出现在海城地震期间的那些记录中。根据各组实验得以知晓不规则的不同类型的电位,但大部分组的实验在震前不久观察到电位方面非常大的短期(=几分钟)波动。

6. 地下水涨落 水位和水质变化,看来在海城地震预报方面承担了重要角色。大约震前12个小时左右,震中北部10米深的水井变成喷水井。2月4日黎明初始前震时候,水已变成油泥。地震发生后不久,喷井自流停止。1975年9月受地震波及的七个或八个井干涸。在一部分自流井里,含有矿物质水的热流,在2月最初几天曾中断若干时间;就某些井而论,没有什么特殊的水位同震变化,而另外一些井继地震之后显示出自流且不规则地增大。有一记载指出,在一月中旬到二月一日期间水从地震自发喷出。营口西北15公里处主震后出现沸腾的含沙水柱,有的持续长达24小时之久;伴随出现1米宽、400米长的裂缝,并在高出海面1.3米的区域产生50厘米深的洪水。一些迹象表示,洪水的产生是由于“来自陆地水的拥挤”,而不是来自一般的区域沉陷;

7.  在与地震活动有关的氡辐射表示地区的特性和暂时变化方面,中国已经做了相当多的工作。一些迹象表明,震前,由于岩石上的吸附作用,阴离子从地下水中游离出来,同溶解在地壳内的正电荷凝结导致电流以至于使裂缝张开和闭合。一些像这样的异常从距震中400公里远的地方被观察到。

8. 动物行为   海城地震前,异常的动物行为概括如下:禽鸟夜间不愿栖息,猪企图逃离猪圈,牛挣脱缰绳,鹅不安宁地来回飞,狗狂吠并拒绝听从使唤,蛇出洞,以及所有动物其他不安静的各种各样情形。这些异常的动物行为当主震来临时加剧,这些行为同前震活动有一些相互关系,但是,显示不出主震同行为的时空相互关系是强烈的。

以上异常现象的仔细检查考究说明以下情况:

a. 在地震发生前较长时间出现遍及区域的前兆现象是比较广泛的。

b. 临近地琛时,在临震的震中地区形成更加密集的、成群的异常现象。

c. 表示较大的地壳地震推动力卧藏于软流层之下的运动之中(参见海城ESD,1977)。

三、关于对云南龙陵地震预报工作的评述

(一)前兆现象与龙陵地震的关系

前兆现象与1976年5月29日云南西部地震(指云南西部龙陵地震——译者)的关系,概括如下:

1. 地震活动性这个地区的长期预报以中国西部历史地震活动性时分析为基础。该地区在20世纪已存在地震的周期活动,具有由大约10年平静期间隔的大约13年的活动期。每个周期都有一次8级地震或者在地震能量方面与其震级相当的一些事件。活动期与低b值期有相互联系。上次活动期结束于1957年,而b值曲线在1965年开始了下降的趋势。这说明中国西部地震活动在1970年进入了另—个活动期。云南西部和缅甸的地震空区的出现符合所画出的即将发生较大地震的高度危险地区的轮廓。

2. 大地测量数据  震中附近的水准线比远离震中地区的水准线显示出更高的前震上升率。

3. 电阻率数据   邻近地震的台站比离地震较远的台站在应变——感应电阻率方面有更大的变化。

4. 其他变化  包括氡浓度变化在内的各种各样的前兆。

(二)龙陵地震的短期和临震预报

以上面的前兆为基础,中国国家地震局和云南省地震局在1976年5月初作了一次短期预报,宣布在5月末或6月初在云南西部地区很可能发生一次大于或等于6级的地震。5月27日云南省当局报告了氡计数、磁偏角,以及当宏观前兆现象出现更频繁时,它们自己可能达到的最低值;5月28日发布临震警报。当5.2级地震出现时,被认为是主震的前震。所以,由于龙陵发出了警报,当第二天(29日)大震(7.3级、7.4级)发生时,6000人避免了伤亡。

四、不同观察者对中国地震预报工作的评论

1. 中国经历了许多大地震,同任何一个国家相比,也许遭受了更多的地震损害(参见Press,1976)。辽东半岛西南的海城地震是在几小时内预报的,随着这一结果是成千上万的人得以及时地离家疏散。

2. 由于地震警报发布及时,中国已成功地预报了大约10个地震(Press,1975)。但是,中国坦然承认仍有许多地震的预报没有成功(参见Hamilton的文章,1976)。

3. 1974年12月20日,海城地震前6个星期,—次误报使得人们在雪地里露宿二夜之久(Hamilton,1976)。

4. 大张旗鼓地发布地震预报和进行人口疏散,海城是首次成功(参见Adams,1976;海城ESD,1977)。然而中国科学家们完全不能解释海城成功起促进作用的具体细节(参见Muller,1976);甚至在主震前大约6星期,一次误报要求营口地区(震中附近)居民疏散两天(参见Adams,1976)。

(注:文内标题系译者根据原文内容意思加的。)

[EARTHQUAKES:Cause,Prediction,and Control,第18章]