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源自：文汇网
据中国地震台网正式测定,8月13日6时31分在四川宜宾市长宁县(北纬28.36度,东经104.87度)出现4.1级地震,震源深度12千米。
记者从四川省地震局获悉,这次地震是6月17日6.0级地震的一次余震,两次震中相距4千米。
但近期,一位日本专家提出了一个备受争议的新理论:在地震出现前半个小时乃至更久,地震出现地上空的电子就会出现变化,而这种变化,似乎是即将出现的地震导致的。倘若能证实电子变化与地震出现之间的关系,那样地震预测亦许就能够实现。
2011年3月11日星期五下午,当地面起始震动时,日置幸介(Kosuke Heki)正在日本北部的北海道大学的办公室里。震动出现的地区离得很远,同期每次震动连续了几秒钟。
日置是一名地球理学学家,他科研一种奥秘的现象,即地震出现后天空中电子形成的特殊模式。他对这次地震饶有兴趣,但并未过度惊慌。这次地震似乎是一个很远的大震。随着震动的连续,他乃至觉得这次地震的观测数据可能将有助于他的科研。此时有人打开电视资讯,日置的好奇心亦瞬间变成为了恐惧。
他感受到的震动源自日本近代败兴最大的地震——毁灭性的9.0级东北大地震。这次地震导致该国数千亿美元损失,并最少夺走了1.5万人的生命。地震诱发的海啸使福岛第1核电站陷入瘫痪,从而引起了全世界近25年来最严重的核劫难。
当救援人员奋斗疏散群众,挽救当地人民的生命时,日置能做的,仅有等待时断时续的tel和互联网恢复正常。最终,互联网在星期天恢复了。日置马上下载了日本东北町上空的卫星观测资料,如饥似渴地进行梳理。如他所料,电离层的电子在震后10分钟显现了扰动,但震后几分钟的观测结果不可说明他的模型便是对的。
因此呢,日置试图扩大时间范围,将震前一个小时内的观测数据亦包含进来。
就在那时,他有了区别寻常的发掘。
日置发掘,在地震出现的40分钟前,震中上空的电子密度略微增多了。这可能是个反常,只是单次事件,亦可能是仪器故障,但亦可能有着其他原由。日前,专家还无找到某种靠谱的地震前兆,用来在大地震出现前警告人们。倘若电子变化能够做为这种指示迹象的话,每年数千人的生命将得到挽救。
日置马上可疑是不是自己的观测数据出了问题,因此呢他又收集了另一两个地震的数据。再次观测到电子密度的变化后,他决定继续深入科研这一现象。到日前为止,他已然在18个大地震震前发掘了类似的电子信号。在过去8年中,他起始逐步相信这种电子信号是真实存在的。
此刻,其他专家亦起始密切关注这一观点。“数年以前,人们认为天气没法预测,但咱们此刻就能够,”美国航空航天局喷气推进实验室的遥感专家宋予合(Yuhe Tony Song)说,“在地面感受到震动之前,咱们可能会观察到有些现象。此刻显现了这些现象……我认为这值得讨论。”
但亦不是每一个人都同意这种观点。
许多专家认为,日置的工作只是一连串错误预报里面最新的一个。“它们就像普通感冒同样,总是四处流传,”东京大学的名誉教授、地震学家罗伯特·盖勒(Robert J。 Geller)说道,他花了数年时间揭穿各样错误的地震预报办法。“针对这些办法,倘若你不睬睬,它们自己就会消失。”
然而,日置的观点似乎并无消失,并且还可能会越来越可信。专家在中型和大型地震中都发掘了这般的电子信号,其他专家亦已然发展了一个将地面断层与空中电子活动联系起来的理论。日置在《地球理学科研快报》(Geophysical Research Letters)等期刊上发布了他的发掘,并受邀在美国地球理学学会的年会上作报告。
去年,日本千叶大学举办了一次会议,整场都用来讨论地震预警问题,其中就包含日置的发掘。
倘若日置的想法是正确的,那样它对公共安全的影响将是巨大的。然则,要利用这些征兆,还要处理有些困难,例如预警系统发出警报的准确程度必须要达到多高,以及应该采取何种应急响应?
据述,地震震级的创造者查尔斯·F·里克特(Charles F。 Richter)曾说过,“仅有傻瓜和骗子才去预测地震。”但他的言论并无让人们停止尝试。公元前373年,希腊出现了一场约6.0-6.7级的地震,赫里克市遭摧毁。
据记载,在地震出现的5天前,动物就四散逃跑,去寻找庇护场所。日自己曾经认为,抽搐或抖动的鲶鱼能够预测地震。狗、羊、蜈蚣、奶牛以及被叫作为“伟大的阿格斯”的苏门答腊野鸡,据述都会在地震出现前改变行径。
有些人还把忽然变干的井、温度变化、氡气释放和有些较小的前震看作可能的地震前兆。1975年,中国专家将这些迹象(包含动物行径)结合起来,乃至预测了7.3级的海城地震,并提前疏散了居民。这次成功的地震预测带来了期盼。
“20世纪70年代,美国和日本的地震学家对短期地震预测非常阳光,”东京大学岩石力学专家中谷正生(Masao Nakatani)说,“那时,咱们倾向于认为地震是必定能够预测的。”到了20世纪80年代,美国和日本都成立了科研小组来探索这个挑战。
然而,靠谱的预测信号并欠好找。中国成功预测海城地震之后一年,一样的技术却未能预测另一场更大的地震(唐山大地震)。日本坐落于板块运动频发的环太平洋火山带上,在付出了相当大的努力后,日本专家发掘一种前兆只适用于一场地震,没法用来预测下次地震。大自然似乎在持续改变规则。20世纪90年代末期,美国基于先前地震的模式,预测了加利福尼亚州的帕克菲尔德周边将出现地震。但地震并未出现,美国亦因此呢放弃了预测地震的奋斗。地震最后在2004年出现了,但丝毫无显现期待的预警信号。
日本东北大地震出现的那年,意大利政府设立的国际地震预测委员会基本上停止了地震预测的科研。该委员会的成员在2011年5月写道:“尽管日本进行了连续的科研,但几乎无发掘证据显示,存在能够预测即将出现的大地震的前兆。”
四个月后,日置为地震预测科研找到了新方向。他发掘,暗含玄机的电离粒子不在地表,而是在距离地面约300千米的天空中。大地和天空存在某种相关的想法并不是毫无依据。20世纪70年代,专家首次发掘岩石在高压下能产生电流,就像是一个小小的电池同样。该理论认为,当岩石受压时,氧原子会释放电子,形成理学学家所说的带正电荷的空穴(p-holes)。临近原子的电子弥补到空穴中,从而产生电荷移动的连锁反应。
这些空穴“能在很远范围内移动,从几千米、十几千米到数百千米,”美国航空航天局和搜索地外文明科研所(SETI)的科研员弗里德曼·弗罗因德(Friedemann Freund)说,他正是这一现象的发掘者。“就像灭火时用的一桶水同样,持续地从一个人的手中传递给下一个人。”
弗罗因德说,空穴先是在岩石中传递,最终到达地球表面。在地表,它们吸引空气分子中带负电的电子,就像磁铁吸引铁屑同样。就这般,电荷便传播到高层大气了。日前,这种机制还只是理论,很难直接测绘,但震后观测到的电子丛痕迹似乎符合这一理论。然则,还无人在震前清清楚楚地观测到这种效应。
日置在他的科研中引入了一种新办法:利用繁杂的GPS卫星网络,来监测大气中电子的细微变化。日本持有尤其密集的GPS接收器网络,这使得日置能够发掘日本东北大地震震中上方高空中微弱的电子波动,这之后过了40分钟,地面的地震仪器才记录到大地的震动。
然则,日置却说他当时在犹豫是不是发布他的发掘。“我得思虑怎样发布这个发掘,”他说,“地震预测很尤其,所有人都会非常激动。”
实际上,日置确实无立即发布自己的发掘。在日本东北大地震之后,他又观察了另一两次大地震,这两次地震所在地都有仔细的GPS数据。日置发掘,在这两场地震出现前最少30分钟,电子密度都显现了显著增多。地震越大,电子密度显现变化的时间似乎越提前。在2014年智利的8.2级地震中,电子密度显现变化的时间是提前了25分钟,而在9.0级的日本东北大地震中,这一提前时间则是40分钟。因此说,电子信号不仅提示地震即将出现,还会显示了即将出现的地震的相对体积。“我从未见过如此显著的震前征兆,”日置说。
激烈的争论
2011年9月,在这些数据的支持下,日置最终发布了一篇论文,宣布了他的发掘。火速,其他专家就起始指出问题。
有人认为,日置的科研结果是对数据的误读,地震出现时和震后的干扰影响了观测。日置采用了区别的分析办法来明显震前效应,以此回复质疑。他还将以必定方向观测的结果转换为鸟瞰图,这般就能够更易观察到哪些效应。但批评者认为,日置只是在重新组织一套有问题的数据。另一个日本科研团队声叫作,日置的发掘是地球磁暴导致的。日置进行了另一项分析来阐述磁暴的影响,发掘地球磁暴本身没法解释他观测到的所有变化。
不久,有些可疑者起始认同他的观点。
中谷正生说:“这是迄今为止发掘的最好的地震前兆。” 中谷正生还说,20世纪90年代的奋斗失败后,他就再也不相信地震预报了,但日置重新点燃了他的信念,以至于他认为这项工作很可能是“地震科学史上最重要的发掘”。
美国航空航天局的宋予合则没这么夸张,但他亦认为电子密度的变化很难用误差来解释,这似乎预示着有些真实的事件(地震)。弗罗因德说,日置科研了日本东北地区几个月内大地的压力积聚和天空中电子密度的变化。虽然这些压力可能会经过其他方式释放,例如感受不到的静地震,但在理论上,带电粒子的释放仍然能够在地震出现前被监测到,并用于预报。
然而,批评者保持认为,日置看到的现象只存在于计算机里,而非现实世界中。“他试图在无供给有效证据的状况下,验证他的最初想法,”意大利国家地球理学和火山科研所的法布里奇奥·马希(Fabrizio Masci)说道。马希在他已然发布的有些论文里,不仅反驳了日置,还反驳了其他地震预测的想法,并且形容日置的回复是“转移读者重视力的把戏”。
非常多批评集中在日置对基准电子水平的读取上。电子这般的微小粒子遍布地球各处,并且像天气同样波动。日置认为,就在地震出现之前,电子的聚集程度会比平时高一点。批评者则认为,这种变化是电子每日的潮起潮落导致的。换句话说,日置寻找的可能是一个统计学幽灵。
马希则更为激进,他声叫作,倘若地震从基本上来讲属于混沌系统,那样可能就无什么所说的地震前兆。倘若事件的初始要求没法精确确定,那亦就没法晓得最后的结果是什么。针对地震,确定所有初始要求是极其困难的。
巴黎地球理学科研所的乔瓦尼·奥基平蒂(Giovanni Occhipinti)并不那么悲观,虽然他亦认为充分理解岩石类型、压力、周边的断层等所有影响原因,从而做出预测是一个令人生畏的挑战。与日置同样,奥基平蒂亦在科研地震怎样影响大气离子。他说,鉴于离子在大气中是如此的无序,从所有噪音中提取信号几无可能,由于那就像试图按照一片云预测一天后的飓风同样。“(这么做的)困难之处在于,天空中有海量的云持续显现,四处移动,”他说,“要找到哪块云做为前兆的办法并不易。”
不久之前,奥基平蒂还站在可疑者的一边,认为日置的发掘只是统计学上的小波动。然而,日置在最新的科研其中,思虑了信号显现时周边繁杂的三维空间,这导致了奥基平蒂的兴趣。与功效有限的卫星快照相比,三维建模能够从多个维度表示反常现象背面相同的理学过程,使得它们很难再被当作统计幽灵。奥基平蒂期盼看到更加多的三维分析,并将这些结果与其他模型进行比较,瞧瞧它们符合得有多好。因此说,奥基平蒂此刻还不是完全相信日置的理论。但他亦承认,日置的理论是一个“非常吸引人”的想法,并起始认真对待。“这个想法正在推动科学向前发展,” 奥基平蒂说,“但你必须非常、非常、非常严谨,由于它与人们的生命息息关联。”
地震预警能实现吗?
这儿说的生命可能达到数十万之多。美国地质调查局统计了2000年败兴全世界地震导致的死亡人数,时间跨度是16年。
其中,有7年的死亡人数超过了2万人,同期还有两年的死亡人数超过了20万人。在受灾最严重的国家,人们迫切需要任何可能的预警信号,哪怕只能提前几秒钟。
以墨西哥城为例,它位置于地球上最致命以及得到了充分科研的地震带之一。在1985年那次导致多达1万人死亡的毁灭性地震后,墨西哥政府利用地震波在该地区能长距离传播的事实,创立了一个监测系统。倘若地震波来自足够远的地区,监测系统就能提前几分钟发出预警。
墨西哥国家灾害预防中心专家、地球理学学家卡洛斯·瓦尔德斯(Carlos Valdés)暗示,提前40分钟的预警听起来不错,但实质状况并非如此简单。首要,误报会损害所有的应急响应。例如,墨西哥的有些地震触发了预警,但它们的能量太弱或位置很远,实质上并不可破坏城市。人们会变得恼火,并停止响应这些警报。但他更担心的是相反的情形:恐慌。“有人会说,我有40分钟,我要离开这座城市,”瓦尔德斯说,“只要有一个人起始尖叫或逃跑,而后每一个人都会这么做。”道路会堵塞,最后没人能到达安全地点。
不外,其他应急计划人员指出,即便是短时预警亦能为关闭天然气管道或停止轻轨运行供给时间,从而降低危害。更高的准确性将处理假警报的问题。英国和俄罗斯的专家已然提议发射一颗卫星,来跟踪例如日置科研的大气反常,而中国亦正在推进一项基于电离层电磁扰动的天基预测项目。然则,鉴于电离层的繁杂性,加上令人费解的地震本身,将大气数据真正用于地震预警可能还需要几十年时间。
盖勒认为那一天将不会到来。他说:“在过去的130年里,寻找前兆的人都有着孩儿般的信念,即前兆必定存在,以及地震越大,前兆亦必定越大,但并无什么尤其显著的理由支持这些信念是正确的。”
即便如此,日置仍在继续前行。近期,他发布了一篇论文,利用三维建模仔细地分析了2015年智利地震的前兆。他说,这篇论文可能使他的想法更难被反驳。同期,他还在试图填补电荷与实质地震位置之间的数据空白,以便更好地理解地壳中出现了那些理学过程,才使得高空显现反常。“震前电离层出现了有些变化,但我不晓得是哪种理学机制引起的,”日置说,“但观测数据本身非常显著。”
编辑:金婉霞
责任编辑:顾军
源自:综合自中国地震台网、环球科学等
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