地震能不能提前預警？動物異常來預測地震科學嗎？

科技 08-10

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地震給人民帶來這麼大的財產損失，能不能提前預警呢？靠動物行為異常來預測地震科學嗎？

地震預警是怎麼回事？

要了解地震預警，先要了解一下地震和地震波。地震是地殼岩石斷裂在極短時間內釋放出大量能量的結果，這種巨大的能量可以激發出一種向四周傳播的彈性波，我們稱為地震波。

近震記錄（圖片來自網路）

地震波在地震發生後會主要產生兩種類型的波，一種是體波，包括縱波和橫波，其中縱波也稱為P波，橫波也稱為S波。縱波是擠壓傳遞的波，橫波是剪切傳遞的波。另一種是面波，是由縱波、橫波在地表相遇後疊加而成的混合波，只能沿地表面傳播。大地震發生後，對地面造成破壞的主要是橫波，當然面波也會造成地面建築物的破壞。

地震縱波和橫波示意圖（圖片來自網路）

「地震預警」簡單地說，它是在大地震發生以後，請注意是「地震發生以後」，在發生地震附近的地震監測台站檢測到地震，馬上發出警報：「我這裡地震了！」，從而使距離地震較遠的地方在破壞性地震波還沒有到達之前可以避險和逃生。

如何進行地震預警？

人類早就有地震預警的設想，例如，1868年美國舊金山日報刊登的地震預警的設想，就非常形象地告訴我們如何進行地震預警。

由下圖我們看到，地震發生後縱波和橫波由震源向外傳播。縱波傳播速度較快，大約6公里/秒，但震動相對較小，破壞性也小。橫波傳播速度較慢，大約3.7公里/秒，攜帶能量大，是地震發生時造成破壞的主要元兇。

1868年舊金山日報刊登的地震預警設想

地震預警系統就是利用震中附近監測儀器捕捉到地震縱波後快速估算地震參數，比如發震時刻、地震強度、地震位置、震中烈度等，並預測地震對周邊地區的影響，搶在橫波到達震中周邊地區之前，通過電子通訊系統，如廣播、電視、網路、電話、手機、報警器等發布警報信息。

地震預警系統（圖片來自網路）

19世紀的地震監測設備很簡陋，監測台站也很少，因此無法實現地震預警的設想。地震預警需要密集地震觀測網和智能化的處理系統，這樣才能保證大地震發生後快速發出地震警報，所以人類百年以前的夢想，今天才得以實現。

地震預警是有盲區的

地震預警能不能救命，是不是萬能的呢？不是一直說地震報警是給遠處的人們發出地震警報，那麼地震發生較近的區域警報有用嗎？確實，地震預警在原理上就存在一個難以避免的「預警盲區」。

地震預警盲區示意圖（圖片來自互聯網）

上圖是地震預警盲區的示意圖。紅星為震源，紅房子為地震台。前面我們說過從地震發生到發出警報需要時間，這個時間包括：（1）地震波從震源到達地震台與（2）地震台收到地震信號再判定地震所需時間的總和。在這段時間裡，地震波照樣傳播，這段時間對應的是橫波傳播距離，我們稱之為地震預警盲區。

假設最理想的情況是地震台正好在大地震的上方，也就是在震中位置。如果地震發生在12公里深，按照地震縱波傳播速度6公里/秒，則地震縱波傳到地面地震台大約需2秒鐘，地震台收到地震波後需要進行快速的計算，從而確定前述的地震參數。

盲區地震預警無作用（圖片來自網路）

由於地震破壞的元兇是橫波，所以一般指橫波的地震預警盲區為地震預警盲區。顯然在盲區內警報收到時，有破壞力的橫波已經到達或過去了。

橫波的地震預警盲區為地震預警盲區（圖片來自網路）

對於中小地震，地震預警作用有限。而大地震在盲區以外的一定區域仍會產生強烈震動，具有一定的破壞性，如果進行地震預警，就可以減輕盲區以外的災害，我們把這個區域稱為地震預警的獲益區。再遠的區域，例如烈度為6度以下較遠的區域，地震預警的作用也就不大了，稱為地震預警的無效區。因此可以說地震預警對震級大的地震作用才大。

這時就出現了一個問題，盲區內可能是地震破壞最大的地區。因此要使地震預警獲得更大的效益，在技術上需要盡量縮短處理地震的時間，但是無法消滅盲區。

地震預警有減災作用（圖片來自網路）

總之，作為地球科學近些年發展的新技術，地震預警確實是有減災作用。同時地震預警也是社會工程，我們需要了解和正確地運用才能更好地發揮它的作用。目前我國正在建立地震預警系統，有些地區已經開始進行地震預警的實驗和示範，我們很快就有地震預警了！

動物異常行為判斷地震科學嗎？

此前有地震專家根據研究後指出，野生動物如果表現出異於平常的行為，通常與地震的發生有密切的關係。動物異於平常的行為很有可能是它們已經感應到地震發生的前兆，憑藉其本能以避免受到災難的表現之一。這種說法是正確的嗎？動物真的能預測地震嗎？

據悉，1975年2月4日，遼寧海城發生7.3級地震，在此前一兩個月就出現了一些異常現象：小豬相互亂咬，梅花鹿撞開廄門衝出廄外，公牛奔跑狂叫，母雞不進窩等等。另外，雞鴨亂飛、蛤蟆上街、金魚跳出水缸等現象也常被人們視為地震前的預兆。

19世紀70年代，美國地質調查局（USGS）曾經發起過關於動物異常反應與地震的研究，結果是「沒有找到二者間可信的聯繫」。事實上，很多動物在地震來臨時的異常表現，是一種對震動的驚懼反應。很多大地震來臨之前，會有多次規模很小的前震，這些頻繁發生的前震雖然人類不容易感知，卻可能驚擾了那些對震動敏感的動物。