地震的可预测性

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在物理学中，把物理系统的演化对初始条件高度敏感的非线性依赖性称为“混沌”。混沌对于许多物理现象的可预测性是一种内禀的限制。地震学家早在混沌这个物理概念广为应用之前凭借直觉就已经熟知这一概念(Richter，1955)。一些专家认为(例如，Baketal，1987，1988；BakandTang，1989；Bak，1996)，地震系统与其他许多系统一样，都属于具有“自组织临界性”(self-organizedcriticality，缩写为SOC)的系统，即在无临界长度标度的临界状态边缘涨落的系统。在具有“自组织临界性”的系统中，任何一个小事件都有可能以一定的概“级联”式地演化成大事件。“级联”是否发生与整个系统内的所有细节有关，而不仅仅是与大事件及其邻近区域的细节有关；整个系统内的所有细节虽然从理论上说是可以测量的，但是因为需要测量的细节的数量是如此之多以至于实际上是不可能一一准确地测量的；并且人们迄今仍然不了解其中的物理定律。因此，从本质上说，具有自组织临界性的现象是不可预测的。值得注意的是，具有自组织临界性的系统中的临界现象普遍都遵从像地震学中的古登堡一里克特定律那样的幂律分布。

　　地震是地下岩石的破裂过程。在地震学中，表示地震数目多少(频度)与地震大小(震级)之间关系的古登堡一里克特定律表明地震频度与破裂的尺度遵从幂律关系，这意味着地震在空间域上的分布是分形的。在地震学中，还有另外一条定律、即表示余震的频度随时间作指数衰减的、修正的大森房吉(OmoriF)定律。大森定律意味着地震在时间域上的分布也是分形的。据此，一些专家认为：地震无论是在空间域上还是在时间域上都具有典型的分形结构，并不存在一个特征的长度标度，所以地震是一种自组织临界现象；地震系统与其他许多系统一样，都属于具有“自组织临界性”的系统。进一步他们认为，既然自组织临界现象具有内禀的不可预测性，所以地震是不可预测的；既然地震预测很困难，甚至是不可预测的，那么就应当放弃它，不再去研究它(Geller，1997)。

　　可是，地震是不是一种自组织临界现象，这不是一个靠“民主表决”、“少数服从多数”可以解决的问题!多数人认为地震是一种自组织临界现象，并不能说明地震就是一种自组织临界现象(Knopoff，1999)!地震的自组织临界性的最重要的观测依据是由古登堡一里克特定律推导出的幂律，但这个幂律实际上只是一种表观现象。从这个实际上是表观现象的幂律出发，认为地震除了受到一个地区所能支持的最大震级的限制以外，不存在特征尺度、具有“标度不变性”的结论是一种错误的观念。关键的问题之一是没有考虑到余震的效应。Knopoff(1999)指出，通常我们看到的地震活动性图像中，很多地震实际上是过去发生的大地震的余震，必须把这些余震的“账”算清楚，算到大地震——它们的主震上，才能给出符合真实情况的地震分布的图像。在细致地研究了余震的效应之后，Knopoff(1999)发现地震现象并不是不存在特征尺度，而是至少存在4个特征尺度：①相应于“大”地震与“小”地震分界即发震层(易震层、孕震层)的厚度(约15km，相当于6．5级地震)的特征尺度；②相应于“大”余震与“中”、“小”余震分界(约5级地震)的特征尺度；③相应于余震区的空间范围(1～3km)的特征尺度；④相应于断层带宽度(1O0～200m)的特征尺度。

　　耐人寻味的是，在研究地震的自组织临界性时，许多研究者运用的理论模型恰恰是Kno—poff和他的学生Burridge在4o年前提出的Burridge—Knopoff弹簧一滑块模型(简称BK模型)(BurridgeandKnopoff，1967)。这些研究者以B—K模型或其它与B—K模型大同小异的、

　　非常简单的、类似于地震的模型做的数值模拟理论研究得出了“地震不可预测”的结论，如：一个小事件是否生长为大地震不可预测地依赖于整个系统内的弹性性质、断层长度以及所贮存的弹性能的微小变化(0tsuka，1972a，b；BakandTang，1989；ItoandMatsuzaki，1990)；如果任何一个小地震都有可能演变为大地震，那么地震预测将是不可能的(Brune，1979)；对单个地震的发震时间和震级做确定性的地震预测是不可能的(Kittletal，1993)；等等。对地震预测持否定意见的Geller(1997)概括说，这些数值模拟采用的都是非常简单的类似于地震的模型，唯其简单，更表明对于一个确定性的模式来说是何等容易成为不可预测的；因此没有理由认为这些理论研究得到的结论不适用于地震。

　　Knopoff(1999)认为这些研究者由于没有恰当地考虑地震的物理问题，所以“他们虽然模拟了某些现象，但他们模拟的不是地震现象。”他指出，地震表观上遵从的幂律对应的只是一种过渡现象，而不是系统最终演化到的自组织临界状态；地震现象是自组织的，但并不临界。地质构造复杂的几何性质使主震和余震遵从大致相同的、类似于分形的分布，这使得人们很容易将它们混为一谈，而不考虑幂律的可靠性问题，从而简单地从幂律出发得出地震具有自组织临界性、进而推出“地震不能预测”的结论。在逻辑推理上这好比说，“哺乳动物有4条腿，桌子也有4条腿，所以桌子也是一种哺乳动物或哺乳动物也是桌子。”

　　对地震的可预测性这一与地震预测实践以及自然界的普适性定律密切相关的理论性问题的探讨或论争还在继续进行中。既然地震的可预测性的困难是源于人们不可能以高精度测量断层及其邻区的状态以及对于其中的物理定律仍然几乎一无所知。那么如果这两方面的情况能有所改善，将来做到提前几年的地震预测还是有可能的。提前几年的地震预测的难度与气象学家目前做提前几小时的天气预报的难度是差不多的，只不过做地震预测所需要的地球内部的信息远比做天气预报所需要的大气方面的信息复杂得多，而且也不易获取，因为这些信息都源自地下(tg球内部的“不可入性”)。这样一来，对地震的可预测性的限制可能与确定性的混沌理论没有什么关系，而是因为得不到极其大量的信息。文章来源：洛克斯石油论坛 http://www.oilequipcn.net

文章说的仍然是岩石破裂说的错误理论。你是否知道地震震源是热体（高能等离子腔）；岩石断裂只是等离子聚变爆发冲击波效应的表面现象之一。中国民间探索者在地震理论和地震预报上已经走在了世界的前头。

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