为什么不能准确做出临震预报？

我国在悠久的历史中具有丰富的地震记录，这对于认识地震的统计周期性具有重要意义。一般破坏性地震有几百年到几十年的孕震期，在孕育地震的地带，在孕震期的末期，其地貌有可以测量的变化，例如由于孕震地壳隆起，地理坐标可能有变化，海拔高度也会有变化，这种变化用肉眼是识别不出来的，但现在使用精密仪器（高精度水准仪、经纬仪等）可以测量到其变化，以此为基础，可以勾画出地震可能发生的地区范围，并可以指出在近期（几年或更短的时间）内发生地震的危险性。一般说来，这种中长期预报是比较准确的，虽然不能指导人们躲避地震，但可以对房屋的抗震加固有指导作用。

现在人们关心的是临震预报，也就是准确地指出地震发生的时间和地点，现在还作不到。虽然地震发生前可能有些前兆，但这些地震前兆同地震的关系并不紧密。现在人们掌握的地震前兆有：（1）地电场和地磁场的变化，地球本就有磁有电，由于地壳被挤压时可能引起压电和压磁效应，可使地下的电流和磁场发生变化，这种变化是可以测量出来的，这一发现本给地震预报以很大希望，而实际上影响地电和地磁场变化的因素很多，现在还无法准确地从这些干扰因素中，把孕震引起的地电和地磁场效应区别开来。（2）震情异常，一般说来，即使是地震区，震级越大发生的次数越少，用统计方法可以算出某个地区地震震级和发生次数（频度）的负相关的比例数（b值），在大地震发生前，有的地区这一比例数（b值）可能反常，邢台地震总结出来的“小震闹，大震到”就反映了这一规律。海城地震发生前，小地震异常活跃，我国根据这一规律成功地预报出了海城地震的发生，但在唐山地震预报时，这一规律就失灵了。海城地震是典型的前震——主震型地震，遗憾的是，多数地震实例不是海城类型的，这次四川汶川地震在主震发生前就没有明确的前震。国内有很多这样的实例，那就是小震闹了一阵后，偃旗息鼓，此后并没有发生大地震。由此可见，震情异常的规律不具有普遍性，无法用来准确预报地震。（3）波速异常，由于震动在岩石中的传播速度因所受压力的不同而改变，孕震期间，地壳岩石所受压力通常是逐渐增大的，从而使波速有所变化，这种变化是可以测量的。这也曾给地震预报带来一定的期望，但深入的研究表明，并不是所有大地震发生前都有波速异常发生，这样一来，这一前兆也无法在地震预报中得到有效应用。（4）地下水位的变化，1920年甘肃古浪——海原一线地下水异常喷出地面，当地老百姓说“海眼开了”，接着就发生了8.5级大地震，而1979年冬到1980年春，该地又一次“海眼开了”，地下水喷射一尺高，声响几十米外可闻，但这一次并没有大地震发生。海城地震也有地下水位显着变化的前兆，但实践上也有许多实例说明（例如唐山地震），大地震前并没有地下水位变化的前兆。（5）动物的异常反应，由于某些动物对于特定的物理现象感觉比较灵敏，所以在地震前，会有逃离、迁移、躁动等反映。动物的异常反应通常同声音、地下水位、地热变动、地磁和地电变动等因素有关联，若没有特定的物理前兆，则就不会有动物异常的前兆。

一般说来，在大地震前，可以有上述一种或多种地震前兆出现，但反过来说，出现上述任何一种或多种前兆，都不一定发生地震，所以地震的临震预报还是没有得到解决的课题。从根本上说，唯一能直接说明地震可能发生的物理现象是地壳岩石的应力场分布以及岩石的极限承载能力，若能精确测量出地壳岩石的这种力学参数，原则上就可以解决地震预报的问题，这个想法说起来容易，目前实际却上做不到。测量岩石的强度可以通过钻取岩石芯样来解决，问题是，人们目前只能对几十公里厚的地壳表面钻取数量有限的芯样（一两公里深度），这种芯样不足以代表整个孕震区地壳岩石的力学性能，因为岩石的强度是一种随机的物理量，没有足够的样本，无法精确地获取地壳岩石的极限强度数值。至于地壳内部的应力场，目前还没有办法进行测量。用钻孔的办法显然不可以，因为钻取孔洞的行为将改变所在部位的应力场，使测量手段（例如放置的应变传感器）测得的数据失去代表性，所以目前还没有办法取得深部地壳的力学数据。由于孕震区为体积达数十万立方公里的庞大岩石块体，其内部构造（地球物理和地球化学两方面）不能满足数学的连续性假设，并且边界条件也十分复杂，辉山兰狐认为即使取得了若干测量数据，也无法使用有效的数学分析模式，进而推测出断裂的部位，工程力学上常用的有限元分析方式，未必能满足对地壳应力场的数值分析。