[地問(wèn)：汶川，科學(xué)視角的觀察] 數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)

　　 　　如果有可能，能否讓時(shí)間停止在2008年5月12日14時(shí)28分之前，停在川西大地那慘痛的隆隆轟鳴之前？ 　　截至6月23日12時(shí)，69181人遇難，374171人受傷，18498人下落不明……這些，都構(gòu)成了無(wú)法挽回的損失。
　　“要進(jìn)一步加強(qiáng)地震科學(xué)研究，認(rèn)真總結(jié)好震前、震后和災(zāi)后的工作，收集整理好各方面的資料，為今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)�！�5月24日，溫家寶總理在四川省地震局視察工作時(shí)這樣說(shuō)。
　　這些收集整理和總結(jié)工作，將為我們呈現(xiàn)什么？
　　
　�、� 德陽(yáng)總結(jié)
　　溫家寶總理談到的“收集整理好各方面的資料”，應(yīng)該就包括各類(lèi)地震活動(dòng)數(shù)據(jù)。
　　今年1月22日，《德陽(yáng)市2007年度區(qū)域地震活動(dòng)情況》一文掛在了德陽(yáng)防震減災(zāi)局網(wǎng)站上的“地震新聞”一欄中。該報(bào)告顯示，2007年全年，德陽(yáng)市區(qū)域共發(fā)生0.1～2.9級(jí)地震455次。其中0.1～0.9級(jí)地震108次、1.0～1.9級(jí)地震286次、2.0～2.9級(jí)地震67次、3.0～3.9級(jí)地震3次。其中最顯著的是2007年8月9日14時(shí)55分45秒綿竹新隆鄉(xiāng)發(fā)生的3.4級(jí)地震。全年該市共發(fā)生重大宏觀異�，F(xiàn)象3次。
　　“今年其區(qū)域地震活動(dòng)水平（地震發(fā)生的頻次、能量）較往年同期偏低。”這份不長(zhǎng)的報(bào)告分析說(shuō)，“這是龍門(mén)山中南段自2001年8月發(fā)生4.2級(jí)地震后，已經(jīng)有6年多時(shí)間無(wú)4級(jí)以上地震發(fā)生，打破了歷史上4.3年的準(zhǔn)周期規(guī)律，各級(jí)和有關(guān)部門(mén)應(yīng)密切關(guān)注，高度重視�！�
　　德陽(yáng)位于龍門(mén)山斷裂帶中段邊緣，其西北側(cè)即在本次汶川大地震的中心――北川-映秀斷裂帶上。德陽(yáng)市也是國(guó)務(wù)院、四川省政府劃定的國(guó)家級(jí)地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)。
　　1994年，德陽(yáng)地震辦公室劉萬(wàn)全先生曾分析了1970年至1992年本地中小地震數(shù)據(jù)，歸納為如下特點(diǎn)：本地區(qū)小震活動(dòng)空間分布與區(qū)內(nèi)活動(dòng)斷裂帶展布大體一致，北西區(qū)龍門(mén)山斷裂帶強(qiáng);小震活動(dòng)存在著“平靜－活躍－平靜”的特點(diǎn)；區(qū)內(nèi)部分4級(jí)以上地震震前小震活動(dòng)出現(xiàn)一定的趨勢(shì)異常，但臨震前無(wú)明顯的震群前兆出現(xiàn)，如1977年綿竹北西4.5級(jí)、4.0級(jí)地震震前兩年2.0～2.9級(jí)小震活躍，1981年彭縣、什邡間4.6級(jí)，1983年綿竹北西4.4級(jí)，1988年茂墳附近4.3級(jí)地震前一年左右，出現(xiàn)3.0～3.9級(jí)小震活躍的現(xiàn)象。
　　如果對(duì)比上述2007年地震活動(dòng)報(bào)告和特點(diǎn)，也許人們會(huì)問(wèn)：2007年本地地震活動(dòng)水平偏低究竟是不是平靜期的體現(xiàn)？
　　而如果加上墳川大地震的事實(shí)一起考慮，那震前一年本地的地震活動(dòng)減少，是否又和過(guò)去的特點(diǎn)不一致了呢？那是大震前的平靜嗎？
　　現(xiàn)在，所有人都想知道：大地之下究竟隱藏著什么變化？
　　
　�、� 三月崩塌
　　今年3月22日汶川縣威州鎮(zhèn)茅嶺發(fā)生山體高位崩塌，造成阿壩礦業(yè)民工工棚被毀，當(dāng)場(chǎng)死亡7人、失蹤1人；3月30日映秀鎮(zhèn)中灘堡村發(fā)生山體崩塌，崩塌危石阻塞交通5個(gè)小時(shí)；4月8日綿池鎮(zhèn)發(fā)生山體崩塌，摧毀制氧廠房40平方米。
　　經(jīng)四川省國(guó)土資源廳工作組現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)定的結(jié)果表示，災(zāi)害系海拔2900米的高山陡坡巖層破裂，在冰雪融化和近期降水滲透作用下，突然整體下滑，下滑方量約4000立方米，形成約２公里的碎屑流。
　　5月22日，一位地震專(zhuān)家在聽(tīng)到上述三起災(zāi)害情況時(shí)表示：“這些不能說(shuō)必然就會(huì)產(chǎn)生地震，但是連續(xù)幾次的山體滑坡還是應(yīng)該重視，如果有經(jīng)驗(yàn)的話(huà)，是會(huì)從之前的新疆于田地震（聯(lián)想到是否）引發(fā)這樣的山體滑坡�！�
　　“但是這個(gè)事還是很難跟大地震聯(lián)系起來(lái)的，一般不會(huì)將這個(gè)信息告訴地震局，地震局也不負(fù)責(zé)這件事情。但是事后地震發(fā)生了，那山體滑坡、崩塌肯定是前兆了――這是由果推到因�！痹摰卣饘�(zhuān)家分析說(shuō)。
　　從汶川大地震事發(fā)前的角度看，這些險(xiǎn)情都是地質(zhì)災(zāi)害，而非地震災(zāi)害。這片大地上山高谷深，地形切割強(qiáng)烈，地質(zhì)復(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻繁。
　　成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院程思等研究者對(duì)汶川縣地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查顯示，當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)災(zāi)害以滑坡、崩塌和泥石流為主�！斑@里地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，有的可能與地震有關(guān)，有的就沒(méi)有什么關(guān)系了�！币晃粚�(zhuān)家向記者分析說(shuō)。
　　
　�、� 兩個(gè)“偏離”
　　中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)首席預(yù)報(bào)員孫士是專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)預(yù)報(bào)卡管理的人員之一，每年會(huì)收到各方面關(guān)于地震預(yù)報(bào)的信息。但在汶川地震前，他卻沒(méi)有收到任何一份有關(guān)該區(qū)域的正規(guī)的預(yù)報(bào)卡，即填寫(xiě)了具體時(shí)間、地點(diǎn)和震級(jí)的預(yù)報(bào)。
　　不過(guò)，5月26日，他向記者證實(shí)，汶川地震前，他曾收到了一份來(lái)自甘肅隴南地震局的預(yù)報(bào)卡，只是“偏離”了。
　　
　　2008年4月18日，甘肅省隴南市地震監(jiān)測(cè)站填寫(xiě)的這份預(yù)測(cè)卡顯示，該所運(yùn)用“SE地震電場(chǎng)分析”方法預(yù)測(cè)：2008年4月20日至2008年5月18日，在新疆、西藏交界區(qū)的于田一帶將會(huì)發(fā)生7.0級(jí)左右的地震。
　　此前，2008年3月（約3月15日），甘肅隴南文縣地震研究所的預(yù)測(cè)卡片顯示，該所運(yùn)用綜合方法預(yù)測(cè)：2008年3月17日至2008年4月1日，在青海－四川交界壤塘一帶可能發(fā)生5.2級(jí)左右地震。在記者取得的該預(yù)測(cè)卡的傳真件上，蓋有“文縣地震研究所”公章。汶川、壤塘都屬阿壩藏族羌族自治州，一東南，一西，二者直線(xiàn)相距約500公里。
　　“相比汶川大地震，3月這個(gè)預(yù)測(cè)地點(diǎn)接近，但時(shí)間偏早，震級(jí)偏小。4月的預(yù)測(cè)時(shí)間正確，震級(jí)接近，但地點(diǎn)又偏離了�！币晃坏卣饘�(zhuān)家向記者分析說(shuō)。
　　“（4月18日的預(yù)報(bào)卡）時(shí)間是對(duì)的，級(jí)別也是對(duì)的，但是最不成功的是地點(diǎn)偏差，原因是我們儀器少。這是很遺憾的事情，但是我們占了兩個(gè)要素�！� 甘肅省隴南市地震局副局長(zhǎng)趙衛(wèi)國(guó)說(shuō)。
　　上述研究者認(rèn)為，如果不考慮前述所有的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)與中期預(yù)測(cè)，也不考慮一系列確定性地震前兆與宏觀異常，那么依照目前的地震預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，這兩個(gè)短臨預(yù)測(cè)全部不能“獲獎(jiǎng)”。但是，如果將這兩個(gè)短臨預(yù)測(cè)放到所有的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)與中期預(yù)測(cè)，也不考慮一系列確定性地震前兆與宏觀異常的背景下，那么這兩個(gè)短臨預(yù)測(cè)對(duì)于判斷汶川大地震即將來(lái)臨有重大預(yù)測(cè)意義。
　　
　�、� 大地之音
　　“我越看越覺(jué)得這個(gè)地震太‘怪’了！”5月13日，四川省地震局測(cè)繪工程院副院長(zhǎng)楊永林不斷查看比較4個(gè)月前對(duì)龍門(mén)山斷裂帶的觀測(cè)，他對(duì)記者說(shuō)，“從我們的專(zhuān)業(yè)――大地形變看，這次的大地震非常奇怪，不像之前一些五六級(jí)地震的前后，都會(huì)發(fā)現(xiàn)一些跡象，而這次這么大的地震就沒(méi)找到明顯的跡象�！�
　　楊永林他們手里拿的“大地聽(tīng)診器”是地表“形變”測(cè)量，不過(guò)難度很大――地震預(yù)報(bào)總是探索，觀測(cè)到的地表變化可能預(yù)示著未來(lái)的地震，也很可能根本沒(méi)有。
　　地殼在運(yùn)動(dòng)中，內(nèi)部蓄積的應(yīng)變能瞬間釋放的結(jié)果就是地震，而把握這一瞬間確實(shí)太難了――它們有的前兆多，有的則很少。
　　中國(guó)地震局原副局長(zhǎng)何永年在新華網(wǎng)的訪(fǎng)談中指出：“我們這次回過(guò)頭來(lái)查了，汶川之前的震前狀況都是一級(jí)以下的小震，不足以判斷有強(qiáng)震的發(fā)生�！�
　　“這次地震幾乎走上了極端，前兆少�！眱�(nèi)蒙古地震局原副局長(zhǎng)孫加林向記者分析說(shuō)，“32年前的松潘平武地震有前兆，小震達(dá)400多次，當(dāng)時(shí)的預(yù)報(bào)很好�！�
　　四川省地震局監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)研究所曾匯總了本省典型地震觀測(cè)前兆，其列舉的主要觀測(cè)指標(biāo)有：短水準(zhǔn)基線(xiàn)、地傾斜、重力應(yīng)力、視電阻率、地磁、水位水溫、水化學(xué)、氣象、宏觀、動(dòng)物等。
　　地震給我們帶來(lái)過(guò)太多的災(zāi)難。從漢朝張衡的“候風(fēng)地動(dòng)儀”起，中國(guó)人對(duì)地震的監(jiān)測(cè)就從未間斷過(guò)。1966年北京建立起第一個(gè)遙測(cè)地震臺(tái)網(wǎng)，目前，國(guó)家測(cè)震臺(tái)網(wǎng)共有152個(gè)國(guó)家級(jí)地震臺(tái)，全國(guó)31個(gè)省級(jí)地震臺(tái)網(wǎng)的1000多個(gè)地震臺(tái)的測(cè)震實(shí)時(shí)信號(hào)也傳到這里，它擔(dān)負(fù)著全國(guó)地震活動(dòng)的監(jiān)測(cè)和大地震速報(bào)任務(wù)。確定本次汶川大地震的“三要素”，即地震發(fā)生時(shí)間、震中位置和震級(jí)，在這里整個(gè)過(guò)程用時(shí)約12分鐘，十多年前這樣的過(guò)程需要一個(gè)多小時(shí)。
　　
　　中國(guó)曾經(jīng)在地震預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方面做出了世界性的成就，也形成了被國(guó)外稱(chēng)為經(jīng)驗(yàn)性方法的體系，近年來(lái)在技術(shù)方面也著力提高。不過(guò)，作為世界難題，地震預(yù)測(cè)水平仍然不高，技術(shù)和方法論等都需要繼承、提高和創(chuàng)新。
　　
　�、� 艱難的尋覓
　　中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)首席預(yù)報(bào)員孫士對(duì)本次地震的發(fā)生感到有些突然，因?yàn)樽?001年昆侖山西部發(fā)生8級(jí)地震之后，西部地區(qū)比較平靜，這是很少見(jiàn)的現(xiàn)象。專(zhuān)家們?cè)跁?huì)商會(huì)議上曾經(jīng)問(wèn)道：“這個(gè)平靜意味著什么？”
　　30多年來(lái)，地震學(xué)界普遍認(rèn)為20世紀(jì)中國(guó)大陸經(jīng)歷了1902～1911年、1920～1937年、1947～1955年、1966～1976年4次地震活躍期，第五活躍期從1988年開(kāi)始，是在1997年結(jié)束，還是在2001年或是2003年結(jié)束，尚未定論。不過(guò)2001年昆侖山口西8級(jí)特大地震發(fā)生后，地震學(xué)界對(duì)中國(guó)大陸地震大形勢(shì)和第五個(gè)活躍期是否結(jié)束一直存在分歧意見(jiàn)。
　　一些地震專(zhuān)家認(rèn)為短臨預(yù)報(bào)是最困難的，而也有專(zhuān)家強(qiáng)調(diào)中期預(yù)報(bào)的重要性，說(shuō)地震預(yù)報(bào)的關(guān)鍵就是把握從中期預(yù)報(bào)向短臨預(yù)報(bào)過(guò)渡。
　　按我國(guó)一般約定，地震預(yù)報(bào)的分期可以是長(zhǎng)期（兩年至十幾年）、中期（幾個(gè)月至1～2年）、短期（幾天至幾個(gè)月）和臨震預(yù)報(bào)（幾個(gè)小時(shí)至幾天）。
　　有消息稱(chēng)地震前有專(zhuān)家進(jìn)行過(guò)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，經(jīng)記者多方證實(shí)，中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)天災(zāi)預(yù)測(cè)委員會(huì)耿慶國(guó)研究員預(yù)測(cè)的是2008年5月～2009年4月，蘭州以南，甘、川、青交界地區(qū)，可能會(huì)發(fā)生6～7級(jí)地震。該預(yù)測(cè)明顯屬于中期預(yù)報(bào)。
　　“雖然預(yù)報(bào)集中在這些地區(qū)，但是幾年都沒(méi)有來(lái)，作判斷很難，是一個(gè)科學(xué)問(wèn)題�！币晃坏卣饘�(zhuān)家分析說(shuō)。
　　
　�、� 到底是在哪一點(diǎn)？
　　2006年初，成都市地震局預(yù)測(cè)處處長(zhǎng)徐水森完成了《四川強(qiáng)地震活動(dòng)的可公度性初探》的初稿，3月投稿給《四川地震》雜志，2007年6月，該雜志發(fā)表了上文。
　　“可公度性”仿佛用某一種“尺子”來(lái)度量一系列同類(lèi)事件出現(xiàn)的特殊性秩序。在天文、地震、氣象、水文、金融等研究中均有運(yùn)用的實(shí)例。
　　徐水森測(cè)算的結(jié)果是，把龍門(mén)山斷裂帶作為整體進(jìn)行研究，未來(lái)5級(jí)以上地震可能時(shí)間為2006年、2013和2019年可能性較大，誤差為1.5年。
　　無(wú)獨(dú)有偶，用同樣的方法，2006年9月，陜西師范大學(xué)旅游與環(huán)境學(xué)院龍小霞等在《災(zāi)害學(xué)》上發(fā)表了《基于可公度方法的川滇地區(qū)地震趨勢(shì)研究》。
　　文中測(cè)算認(rèn)為，“尤其是2008年更符合已有地震資料的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，因此川滇地區(qū)下(幾)次可能發(fā)生≥6.7級(jí)地震的年份為2008年�！�
　　“這是學(xué)術(shù)討論文章。實(shí)際上，地震學(xué)是一門(mén)邊緣學(xué)科，它涉及的范圍非常廣，地震技術(shù)人員在地震方面的研究、探測(cè)，確實(shí)也運(yùn)用了大量的方法，這僅僅是其中的一種方法�！毙焖�森對(duì)記者說(shuō)。
　　在2007年12月的《四川地震》上，成都理工大學(xué)的易桂喜等研究者分析說(shuō)：“自2003年大姚地震后，在四川及鄰區(qū)強(qiáng)震平靜近4年的背景下，最近兩年相繼出現(xiàn)的四川地區(qū)中等地震活動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)象預(yù)示四川及鄰區(qū)在未來(lái)不太長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)發(fā)生6級(jí)以上強(qiáng)震的可能性較大。因此，應(yīng)密切監(jiān)視地震活動(dòng)的短期變化，對(duì)可能出現(xiàn)的小震平靜異�，F(xiàn)象應(yīng)予以高度重視�！�
　　“我是提得很明確，四川未來(lái)不太長(zhǎng)的時(shí)間可能會(huì)有6級(jí)以上地震發(fā)生，這個(gè)是我們的一個(gè)趨勢(shì)，但是我無(wú)法預(yù)測(cè)地震到底是在哪一點(diǎn)上�！币坠鹣惭芯繂T告訴記者。
　　美國(guó)《國(guó)家地理》日前刊文稱(chēng)，在2007年7月中期的《地殼》（Tectonics）雜志中，歐洲、美國(guó)和中國(guó)的科學(xué)家們通過(guò)仔細(xì)研究得出結(jié)論，認(rèn)為：“地殼撞擊的能量在四川省汶川縣積累，并將以地震的形式釋放出來(lái)”。
　　不過(guò)，中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心網(wǎng)站發(fā)布的最新信息表示，“美國(guó)《國(guó)家地理》刊文所提及的《地殼》雜志中的文章，只是做了地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)方面的分析，其結(jié)論是北川附近某些斷層是活躍斷層，有導(dǎo)致嚴(yán)重地震災(zāi)害的潛在風(fēng)險(xiǎn)，而不是一次地震預(yù)報(bào)。”
　　2002年，中國(guó)地震局地球物理所研究員陳學(xué)忠通過(guò)分析1800年以來(lái)四川地區(qū)7級(jí)以上地震發(fā)生的時(shí)間間隔后指出，從2003年開(kāi)始，就應(yīng)該警惕四川地區(qū)發(fā)生7級(jí)以上地震的可能性。當(dāng)然，這些也都屬于中長(zhǎng)期學(xué)術(shù)預(yù)測(cè)。
　　
　�、� 夢(mèng)繞龍門(mén)山
　　不過(guò)，對(duì)龍門(mén)山斷裂帶的現(xiàn)今構(gòu)造變形特征及錯(cuò)動(dòng)性質(zhì)一直存在很大爭(zhēng)議。
　　不少研究者認(rèn)為，龍門(mén)山斷裂帶應(yīng)存在著相應(yīng)的左旋運(yùn)動(dòng)方式，但通過(guò)野外地質(zhì)調(diào)查斷錯(cuò)地貌研究發(fā)現(xiàn)，龍門(mén)山斷裂帶存在右旋走滑兼逆沖運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)性質(zhì)，這與《汶川特大地震震源特性分析報(bào)告》認(rèn)為的本次大地震是一次以逆沖為主兼一定右旋走滑分量的地震的觀點(diǎn)相吻合。
　　對(duì)走滑速率和逆沖滑動(dòng)速率大家也有不同認(rèn)識(shí)。之前有研究認(rèn)為本地右旋走滑速率約為1mm/a，逆沖滑動(dòng)速率為0.2～1mm/a，因此有人認(rèn)為并不具有發(fā)生逆斷層活動(dòng)的可能性。
　　而2006年，中國(guó)地震局地質(zhì)研究所朱愛(ài)斕博士測(cè)算結(jié)果顯示，龍門(mén)山斷裂帶具有6.0±2.8mm/a右旋滑動(dòng)速率和6.6±3.2mm/a的逆沖滑動(dòng)速率，這個(gè)值上明顯大于以往的測(cè)算。
　　“5?12”汶川大地震后，美國(guó)地質(zhì)勘探局地震學(xué)家露西爾?瓊斯對(duì)新華社記者說(shuō)，龍門(mén)山斷裂帶是一個(gè)非常重要的斷層帶，“它被認(rèn)為是中國(guó)境內(nèi)最危險(xiǎn)的斷裂帶之一”。而且龍門(mén)山斷層帶屬于活躍斷層，以每年若干毫米的速度在移動(dòng)，研究記錄顯示它近年來(lái)每年移動(dòng)15毫米。從地質(zhì)學(xué)上來(lái)講，每年15毫米已經(jīng)算是很快的。
　　汶川縣地震臺(tái)的陳曉華在上世紀(jì)90年代中期研究發(fā)現(xiàn)，龍門(mén)山地震帶（中南段）中強(qiáng)地震具有明顯的遷移特征。即1900年前的中強(qiáng)地震的遷移規(guī)律是由北（北東）往南（南西）遷移；1900年以來(lái)的中強(qiáng)地震的遷移規(guī)律正好相反，即由南（南西）往北（北東）遷移。
　　中國(guó)地震局地球物理研究所曾融生院士2005年曾撰文提出地震預(yù)測(cè)的一種新的設(shè)想。他表示，按照力學(xué)性質(zhì)的區(qū)別，地殼和上地�？梢詣澐譃閷訝罱Y(jié)構(gòu)。過(guò)去的地震預(yù)測(cè)偏重于地殼脆性層的形變研究。多數(shù)地震前兆也側(cè)重于前兆與地殼脆性層構(gòu)造的關(guān)聯(lián)。但有些現(xiàn)象說(shuō)明地殼塑性層可能是地震發(fā)生的策源地。
　　鑒于印度對(duì)歐亞大陸的俯沖以及西太平洋對(duì)中國(guó)的俯沖，它們對(duì)中國(guó)大陸的孕震過(guò)程應(yīng)有重要的影響，曾融生院士建議，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)地幔板片構(gòu)造的進(jìn)一步研究以更好認(rèn)識(shí)中國(guó)大陸地震的成因。
　�。ㄕ�自5月28日《第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào)》，作者為該報(bào)記者，實(shí)習(xí)記者楊勇對(duì)本文亦有貢獻(xiàn)）

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