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《测不可测：大起大落的地震预测研究》作为科普读物可帮助普通读者了解地震预测方法及其所面临的困境；也可作为地震科学工作者了解美国地震研究的参考书籍；同时还可作为政府部门制定相关法规政策的参考依据。
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| 內容簡介： |
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《测不可测：大起大落的地震预测研究》以丰富的历史资料、简洁明了的理论分析、轻松活泼的文笔，向读者介绍全球（特别是美国）的一些重大的地震预测案例及其影响。通过这些案例向读者介绍地震预测的主要方法以及每个方法所面临的主要问题。这些方法包括动物感知、地震光、地震云、地震电磁、应变、应力、地震矩、地震群、地下流体、潮汐触发，等等。有些方法是有科学依据的，而另外一些则不过是牵强附会。《测不可测：大起大落的地震预测研究》同时也详细介绍美国的地震项目如何从20世纪70年代的地震预测为主逐步转变为以防震减灾为主的过程。正是得益于这一转变，才造就了美国在每次大地震以后为数极少的人员伤亡的奇迹。
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| 目錄：
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第一章 虚惊一场：谁制造了这次恐慌
第二章 防震减灾：100年前的教训
第三章 变化无常：地震周期的不规则性
第四章 利剑高悬：蓄势待发的海沃德断层
第五章 测不可测：帕克菲尔德地震的得与失
第六章 成败之间：从海城地震到唐山地震
第七章 一线希望：流体和气体的作用
第八章 一波三折：美国国家地震减灾计划立项的曲折经历
第九章 沉重打击：布雷迪预测闹剧的严重后果
第十章 争论不休：地震电磁信号的探索
第十一章 按图索骥：模式识别的困境
第十二章 亡羊补牢：加速地震矩方法AMR的尝试
第十三章 诸神出动：群魔乱舞的业余地震预测
第十四章 两难境地：新马德里地震带的困局
第十五章 前赴后继：地震群集的思考
第十六章 防不胜防：无处不在的地震
第十七章 随时引爆：南加州脚下的不定时炸弹
第十八章 路在何方：绝望中寻找希望！
原版致谢
引用和注释
书中提到的地震发生年表
主要名词索引
附图
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| 內容試閱：
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第一章虚惊一场：谁制造了这次恐慌
最悲剧的是，众多专家们的集体智慧，同各种传感器、监测卫星、地震数据以及不同科学工具的结合，并不能在最关键时刻给人们发出最需要的信息：快跑，地震来啦！
乔尔?阿肯巴克（JoelAchenbach，《华盛顿邮报》WashingtonPost，2005年1月30日
2005年初，美国地质调查局地球物理学家鲍勃?多拉尔BobDollar正对布设在南加州的GPS监测数据进行常规巡视，一些异常现象吸引了他的注意。在整个加利福尼亚州，一组GPS观测仪被用以监测北美板块相对于太平洋板块的构造运动及更复杂的小规模运动。板块运动的速度同指甲生长的速度相当，这种运动虽然缓慢但很稳定见图1。1。鲍勃?多拉尔发现，一组在莫哈韦沙漠和部分位于洛杉矶东北的圣盖博山谷的GPS观测数据开始偏离原本长时间都很稳的。
由于测量误差和数据处理的复杂性"当我们用GPS数据来确定精确位置的时候，结果总是会出现波动。多拉尔对这种波动深有体会，因而也并没有因为观察到异常现象而激动地从椅子上跳起来。但是，随着观察的继续，兴趣也逐渐增加。他等待着这种偏离常规的趋势回归正常以证明这不过是一种常规噪声。通过一个多月的观察和等待，GPS数据并没有回归正常，数据异常逐步成型，形成了多拉尔所说的曲棍球杆曲线。也就是说，这么多台站的数据原本是一条直线，却突然发生转折，然后沿不同的直线前进。这样的变化对任何有责任心的地球科学家来说都是不容忽视的。多拉尔意识到，他应该检查一些其他重要信息。他并不确定这种异常到底是什么，但至少，偏离常规的GPS数据是不正常的，这也正是他继续研究的兴趣之所在。然而几个方面的证据显示，这种突然的非同寻常的地壳隆起可能预示着大地震的发生。
地震预测从伪科学发展而来的轨迹同沙漠里的蝗虫繁衍并无两样。虽不是完全按规律演化，但也并非无规可循。在这一点上主流地震学家心知肚明：在最好的情况下，有些预测是基于看似合理的理论。比如，潮汐对地震的影响，但这些理论从未被证实对可靠的地震预测有什么帮助；在最坏的情况下，有些预测基本就是胡说八道。但地球总是时不时地抛出一些吸引科学家们眼球的信号，并误导我们产生疑惑：“狼真的来了吗”？
毫无疑问，地震科学中最大的悬而未决的问题是：到底是什么（如果有的话触发了地震？答案可能是：什么也没有。地震也许像爆米花一样在地壳中爆炸，只不过以一种或多或少的更稳定的爆炸速率在进行。这让我们无法预知什么时候零星的小地震会发展成大地震。如果是这样，就根本不可能对地震进行预测了。但至少一些理论和少量证据表明，地震可能有一个可探测的触发过程。
发生在加利福尼亚的最近一次大地震距今已经超过一百年了。1906年旧金山地震SanFranciscoEarthquake，见附图）被全球少数早期布设的地震仪所记录。地震前后大地测量数据直接催生了地震科学中的最基本的定律：弹性回跳理论详见第二章图2。5示例）。弹性回跳理论描述了地震发生的机制：应力积累的结果导致弹性回跳，即地震产生。半个世纪后形成的板块构造理论解释了应力是如何以及为什么积累。简而言之，即两板块发生相对运动，两板块接触，近地壳生，
发生。但是，就算1906年地震前地球发出了一些微妙的信号，它们也很可能被彻底错过了，因为当时没有仪器可以记录下这些信号。
近年来，科学家们已经开发并布设了越来越多的精密仪器来获取来自地球的包括地震波和地壳微小变形的信号。如果大地震前产生了任何微妙的信号，这些随时保持就绪的仪器正严阵以待。近年来发生在加利福尼亚的一些中等强度、震级在6?7级的地震的震前观测数据已经被记录，可是它们并没有显示出任何前兆信号。这个消极的结果导致一些地球科学家断言：这些数据没包含什么信息，地震也许根本没有前兆。但是我们仍然希望现代仪器组成的密集的、全方位的台阵能记录一个像1906年旧金山地震这样的大地震。所以地震学家们好奇，当下一个大地震来袭，仪器将会揭示什么？——如果有的话。因而当仪器显示一些不同寻常的东西时，我们会不由自主地好奇，这就是我们苦苦等待的地震前兆吗？
2005年的初春，多拉尔把他的曲棍球杆曲线带到了当地GPS专家面前。一开始他们兴趣寥寥。一位地球物理学家坦白地说，她看到这个曲线的第一想法是，“哪个环节出错了呢?”研究GPS和相关数据的科学家并不总是简单地倾向于自我怀疑，他们已经学会了对表面上看起来不寻常的信号保持冷静。GPS仪器主要记录发自卫星的时间信号，科学家利用这些信号来确定位置。基于多种原因，GPS数据处理异常复杂和多变，比如，针对卫星轨道的变化，必须对原始数据进行非常仔细的校正等。多拉尔当时看到的是一个快速处理结果——实质上是未经严格处理而可能有很多问题的结果。当研究人员为了科学研究而分析GPS数据的时候，原始数据会被更细致地处理。通常，当更多细致的处理完成后，快速处理结果中显示的异常就会消失。
然而，多拉尔的曲棍球杆曲线经过细致处理后并没有变得平坦。此结果引起了其他非GPS专家即地震同行的注意，并且他们牢记在心。那些让多拉尔认为重要的东西，在地震学家看来，也许正是地震来临的预警。由于异常时间如此持续，GPS专家也确信它们不应只是一个干扰。于是，几名顶尖地震学家马上行动起来，开会讨论，记备忘，血压上升。
地震科学对于一个内心是控制狂的人而言并不是一个好的行业。作为一名地震学家，他的职业经常被偶然和不可预测的事件牵着走。我们的研究计划，可能在任何时刻因一个将耗费我们数年或者数月时间和精力的地震而被搁置。绝大多数时候，原来的计划可能被完全遗忘。对于南加州的地震科学家而言，他们原本的科研计划被2005年春天的GPS异常事件完全打乱。2004年12月26日苏门答腊地震SumatraEarthquake与海嘯的可怕印象仍历历在目，越来越多的证据似乎在暗示着南加州的大地震早已蓄势待发。令人特别关注的是，位于该州最南部三分之一的圣安德烈斯断层和圣哈辛托断层SanJacintoFault，见附图），大致从棕榈泉到靠近墨西哥边界，已经保持闭锁状态超过三百年了。往北走在圣贝纳迪诺和加州中部之间，圣安德烈斯断层在1857年才破裂过图1。2。这不是一个值得欣慰的事情。最佳地质学证据表明每150?300年（或许时间更短大地震会在这些断层上发生。另外，我们也不能排除这种可能性！圣安德烈斯南部的两条断层段可能会在一个地震中同时释放能量"也就是我们有时所称的全面破裂。如果1857年的地震算大地震的话，圣安德烈斯南部断层的一个全面破裂可能就会相当糟糕了。
一个真正糟糕的地震？
科学家们完全否定了圣安德烈斯断层从北到南全面破裂的可能性，即跨越将近整个加州的一个单一且巨大的破裂。我们不会相信，一个破裂会穿过一个并不闭锁，且通过稳定蠕动来释放能量的中间部分而延伸。一个地震通过这个部分有点像撕裂浸湿的纸一样。像这样的假设虽是有根据的，但有根据的假设
。
关于圣安德烈斯断层最新的调查结果已经大量地发表在科学期刊上，并在大众媒体上传播。报纸有时会加上他们自己的惊叹号。2006年末，一个特别显著的头条新闻四处传播，“圣安德烈斯南部断层准备爆发了!”
对圣安德烈斯南部断层的担忧并非新闻，导致2006年头条新闻的《自然》JVwwre杂志文章使用了一种新技术合成孔径雷达来详细证实和探索一个近几年或几十年来已经早为人知的结论。当那个奇怪的GPS信号在2005年春天突然出现的时候，每一位在南加州的地震科学家都不约而同地意识到距离上一个大地震已经有很长一段时间了下一个还会远吗?）。但是如何理解那个信号？难道是复杂的数据处理出了某种程度的错误？如果那是地球打的一个嗝，对地震科学来讲又意味着什么？
何况就社会责任来讲，应该在什么时候向公众传达这种担忧呢？
地震科学家已经因难堪的教训而变得谨慎得多。20世纪两个最声名狼藉的地震预测恐慌都发端于起初看似明显的异常，后来却被证实不过是由于不精确的数据处理以及或者错误的解释所造成的。在先前的两个预测中，看上去可怕的弯曲都是来自传统测量仪器，而2005年的信号则是由现代GPS仪器观测所得。但是同过去异常的相似性就足以让谨慎的地球科学家迟疑。同时，内心深处最困扰的是：作为地震学家，当我们看到应该引起担忧的信号而不传达给公众，难道不是太不负责了吗？更令人困扰的是：如果大地震真的来了而我们还在继续为是否要公之于众而纠结是不是太荒谬了？
绝大多数地震学家都不会愚蠢到公开承认我们喜欢地震。即使这并没有错，但听上去很荒谬。我们可能是怪人但我们不喜欢被当作恶魔。当记者乔尔?阿肯巴克评论说由于基本的沟通失败而导致2004年12月26日苏门答腊地震和海啸中惊人的死亡人数时，一些地球科学家对他明显的暗示感到不满。他写道:科学家们没有试图把知识转化成有效的沟通来减轻灾害程度。对我们当中大多数做灾害相关科学工作的人而言，阿肯巴克的话不是指责，更准确地说是一针见血地道出了实情。我们尝试了，这并不容易。要从不完整和模糊不清的资料中找出准确的信息就更加不容易。当海啸正在接近的时候拉响警报，这是一个后勤方面的挑战。当我们看见一个我们不能完全理解的不寻常的信号而要求发出准确的警报，这是不能通过监测仪器和警报器能解决的挑战。
GPS数据分析通常以不紧不慢的节奏进行。首先，收集数据就需要数年或者数十年的时间。然后像任何科学调查一样，通常要花费数月时间分析数据，再将结果记载成文，而一篇文章通过同行的审阅又要花费数月甚至更多的时间。然而在2005年的春天，分析GPS数据的美国地质调查局和美国宇航局的喷气推进实验室小组的科学家们没有那么多的时间。他们感到时间的急迫性。
首要任务是反复检查对GPS数据的基本处理。一个手持GPS接收器在城市的街头导航可以足够精确地追踪你的位置，但地球物理调查需要毫米级别的精度，是一种完全不同的情况。除了卫星轨道校正之外，我们也必须清楚GPS仪器的位置是相对于什么来说的。用科学术语来说就是，什么是参考系。这听起来像是一个简单的问题，但事实并非如此。利用可实现的最好方法来处理数据，麻省理工学院的汤姆?浩林TomHemng发现，突出的不寻常的信号可能部分是由一个微小的参考系问题而引起的。9。3级苏门答腊地震如此巨大以至于它造成了整个星球细小的调整。考虑这些细小的调整，在莫哈韦沙漠的显著异常消失了。然而圣盖博山谷异常并没有消失。实际上，它显示了一个相当简单、广泛而显著的地壳隆升。
确信了圣盖博山谷信号的真实性以后，GPS专家转向下一个问题：是什么导致了这个信号？这是不是标志着洛杉矶以东隐伏的惠蒂尔断层附近地壳正突然地或者说可怕地发生隆起"或者这不过是由于地下水变化造成的？
2005年1月对南加州而言是难忘的一个月。2004年12月27日到2005年1月10日之间，洛杉肌市区遭受略微低于17英寸约40厘米）的降雨，比该市年均降雨量多了3英寸7。5厘米），导致一些山麓社区被浸湿得很严重。这么大的雨量是创历史记录的。在南加州有一条为大众所默认、为诸神所赞同的不成文的规律！在一年一度的玫瑰花游行活动上是不会下雨的。然而2005年，半个世纪以来的第一次，玫瑰花游行活动没有得到诸神的保护。
到2005年，科学家们已经了解到，地下水可以导致地面抬升和沉降，它们一般由雨季时蓄水层内水量的增加以及旱季时地下水的流出造成。通常蓄水过程是渐进平缓的，但是通常情况下，洛杉肌不会在14天遭遇到17英寸的降雨。
面对圣盖博异常，科学家们分成了两个阵营。一个阵营非常确信异常是由降雨引起的，而另外一个阵营认为并非如此。处于哪个阵营其实只是一个粗略的观念划分，尽管GPS专家们总体上比地震学同事们更乐观一些，当然偶尔也会被他们的情绪所影响。但是无论观点如何，GPS专家们清楚他们不得不快马加鞭地工作以期早日找到明确的答案，或者就算不是一个明确的答案，至少也是一个可以接受的答案。
美国地质调查局和喷气推进实验室的研究小组首先利用更加仔细、精致的数据处理来探究地壳弯曲的范围。他们确定，在一个非常宽阔的区域里地面抬升了4厘米之多——几乎接近2英寸。随之而来的问题是，这个地
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