[地问：汶川，科学视角的观察] 数据科学与大数据技术

　　 　　如果有可能，能否让时间停止在2008年5月12日14时28分之前，停在川西大地那惨痛的隆隆轰鸣之前？ 　　截至6月23日12时，69181人遇难，374171人受伤，18498人下落不明……这些，都构成了无法挽回的损失。
　　“要进一步加强地震科学研究，认真总结好震前、震后和灾后的工作，收集整理好各方面的资料，为今后的工作打下坚实的基础。”5月24日，温家宝总理在四川省地震局视察工作时这样说。
　　这些收集整理和总结工作，将为我们呈现什么？
　　
　　① 德阳总结
　　温家宝总理谈到的“收集整理好各方面的资料”，应该就包括各类地震活动数据。
　　今年1月22日，《德阳市2007年度区域地震活动情况》一文挂在了德阳防震减灾局网站上的“地震新闻”一栏中。该报告显示，2007年全年，德阳市区域共发生0.1～2.9级地震455次。其中0.1～0.9级地震108次、1.0～1.9级地震286次、2.0～2.9级地震67次、3.0～3.9级地震3次。其中最显著的是2007年8月9日14时55分45秒绵竹新隆乡发生的3.4级地震。全年该市共发生重大宏观异常现象3次。
　　“今年其区域地震活动水平（地震发生的频次、能量）较往年同期偏低。”这份不长的报告分析说，“这是龙门山中南段自2001年8月发生4.2级地震后，已经有6年多时间无4级以上地震发生，打破了历史上4.3年的准周期规律，各级和有关部门应密切关注，高度重视。”
　　德阳位于龙门山断裂带中段边缘，其西北侧即在本次汶川大地震的中心――北川-映秀断裂带上。德阳市也是国务院、四川省政府划定的国家级地震重点监视防御区。
　　1994年，德阳地震办公室刘万全先生曾分析了1970年至1992年本地中小地震数据，归纳为如下特点：本地区小震活动空间分布与区内活动断裂带展布大体一致，北西区龙门山断裂带强;小震活动存在着“平静－活跃－平静”的特点；区内部分4级以上地震震前小震活动出现一定的趋势异常，但临震前无明显的震群前兆出现，如1977年绵竹北西4.5级、4.0级地震震前两年2.0～2.9级小震活跃，1981年彭县、什邡间4.6级，1983年绵竹北西4.4级，1988年茂坟附近4.3级地震前一年左右，出现3.0～3.9级小震活跃的现象。
　　如果对比上述2007年地震活动报告和特点，也许人们会问：2007年本地地震活动水平偏低究竟是不是平静期的体现？
　　而如果加上坟川大地震的事实一起考虑，那震前一年本地的地震活动减少，是否又和过去的特点不一致了呢？那是大震前的平静吗？
　　现在，所有人都想知道：大地之下究竟隐藏着什么变化？
　　
　　② 三月崩塌
　　今年3月22日汶川县威州镇茅岭发生山体高位崩塌，造成阿坝矿业民工工棚被毁，当场死亡7人、失踪1人；3月30日映秀镇中滩堡村发生山体崩塌，崩塌危石阻塞交通5个小时；4月8日绵池镇发生山体崩塌，摧毁制氧厂房40平方米。
　　经四川省国土资源厅工作组现场认定的结果表示，灾害系海拔2900米的高山陡坡岩层破裂，在冰雪融化和近期降水渗透作用下，突然整体下滑，下滑方量约4000立方米，形成约２公里的碎屑流。
　　5月22日，一位地震专家在听到上述三起灾害情况时表示：“这些不能说必然就会产生地震，但是连续几次的山体滑坡还是应该重视，如果有经验的话，是会从之前的新疆于田地震（联想到是否）引发这样的山体滑坡。”
　　“但是这个事还是很难跟大地震联系起来的，一般不会将这个信息告诉地震局，地震局也不负责这件事情。但是事后地震发生了，那山体滑坡、崩塌肯定是前兆了――这是由果推到因。”该地震专家分析说。
　　从汶川大地震事发前的角度看，这些险情都是地质灾害，而非地震灾害。这片大地上山高谷深，地形切割强烈，地质复杂，地质灾害发生频繁。
　　成都理工大学环境与土木工程学院程思等研究者对汶川县地质灾害的调查显示，当地地质灾害以滑坡、崩塌和泥石流为主。“这里地质灾害频发，有的可能与地震有关，有的就没有什么关系了。”一位专家向记者分析说。
　　
　　③ 两个“偏离”
　　中国地震台网首席预报员孙士是专门负责预报卡管理的人员之一，每年会收到各方面关于地震预报的信息。但在汶川地震前，他却没有收到任何一份有关该区域的正规的预报卡，即填写了具体时间、地点和震级的预报。
　　不过，5月26日，他向记者证实，汶川地震前，他曾收到了一份来自甘肃陇南地震局的预报卡，只是“偏离”了。
　　
　　2008年4月18日，甘肃省陇南市地震监测站填写的这份预测卡显示，该所运用“SE地震电场分析”方法预测：2008年4月20日至2008年5月18日，在新疆、西藏交界区的于田一带将会发生7.0级左右的地震。
　　此前，2008年3月（约3月15日），甘肃陇南文县地震研究所的预测卡片显示，该所运用综合方法预测：2008年3月17日至2008年4月1日，在青海－四川交界壤塘一带可能发生5.2级左右地震。在记者取得的该预测卡的传真件上，盖有“文县地震研究所”公章。汶川、壤塘都属阿坝藏族羌族自治州，一东南，一西，二者直线相距约500公里。
　　“相比汶川大地震，3月这个预测地点接近，但时间偏早，震级偏小。4月的预测时间正确，震级接近，但地点又偏离了。”一位地震专家向记者分析说。
　　“（4月18日的预报卡）时间是对的，级别也是对的，但是最不成功的是地点偏差，原因是我们仪器少。这是很遗憾的事情，但是我们占了两个要素。” 甘肃省陇南市地震局副局长赵卫国说。
　　上述研究者认为，如果不考虑前述所有的长期预测与中期预测，也不考虑一系列确定性地震前兆与宏观异常，那么依照目前的地震预测评价标准，这两个短临预测全部不能“获奖”。但是，如果将这两个短临预测放到所有的长期预测与中期预测，也不考虑一系列确定性地震前兆与宏观异常的背景下，那么这两个短临预测对于判断汶川大地震即将来临有重大预测意义。
　　
　　④ 大地之音
　　“我越看越觉得这个地震太‘怪’了！”5月13日，四川省地震局测绘工程院副院长杨永林不断查看比较4个月前对龙门山断裂带的观测，他对记者说，“从我们的专业――大地形变看，这次的大地震非常奇怪，不像之前一些五六级地震的前后，都会发现一些迹象，而这次这么大的地震就没找到明显的迹象。”
　　杨永林他们手里拿的“大地听诊器”是地表“形变”测量，不过难度很大――地震预报总是探索，观测到的地表变化可能预示着未来的地震，也很可能根本没有。
　　地壳在运动中，内部蓄积的应变能瞬间释放的结果就是地震，而把握这一瞬间确实太难了――它们有的前兆多，有的则很少。
　　中国地震局原副局长何永年在新华网的访谈中指出：“我们这次回过头来查了，汶川之前的震前状况都是一级以下的小震，不足以判断有强震的发生。”
　　“这次地震几乎走上了极端，前兆少。”内蒙古地震局原副局长孙加林向记者分析说，“32年前的松潘平武地震有前兆，小震达400多次，当时的预报很好。”
　　四川省地震局监测预报研究所曾汇总了本省典型地震观测前兆，其列举的主要观测指标有：短水准基线、地倾斜、重力应力、视电阻率、地磁、水位水温、水化学、气象、宏观、动物等。
　　地震给我们带来过太多的灾难。从汉朝张衡的“候风地动仪”起，中国人对地震的监测就从未间断过。1966年北京建立起第一个遥测地震台网，目前，国家测震台网共有152个国家级地震台，全国31个省级地震台网的1000多个地震台的测震实时信号也传到这里，它担负着全国地震活动的监测和大地震速报任务。确定本次汶川大地震的“三要素”，即地震发生时间、震中位置和震级，在这里整个过程用时约12分钟，十多年前这样的过程需要一个多小时。
　　
　　中国曾经在地震预测预报方面做出了世界性的成就，也形成了被国外称为经验性方法的体系，近年来在技术方面也着力提高。不过，作为世界难题，地震预测水平仍然不高，技术和方法论等都需要继承、提高和创新。
　　
　　⑤ 艰难的寻觅
　　中国地震台网首席预报员孙士对本次地震的发生感到有些突然，因为自2001年昆仑山西部发生8级地震之后，西部地区比较平静，这是很少见的现象。专家们在会商会议上曾经问道：“这个平静意味着什么？”
　　30多年来，地震学界普遍认为20世纪中国大陆经历了1902～1911年、1920～1937年、1947～1955年、1966～1976年4次地震活跃期，第五活跃期从1988年开始，是在1997年结束，还是在2001年或是2003年结束，尚未定论。不过2001年昆仑山口西8级特大地震发生后，地震学界对中国大陆地震大形势和第五个活跃期是否结束一直存在分歧意见。
　　一些地震专家认为短临预报是最困难的，而也有专家强调中期预报的重要性，说地震预报的关键就是把握从中期预报向短临预报过渡。
　　按我国一般约定，地震预报的分期可以是长期（两年至十几年）、中期（几个月至1～2年）、短期（几天至几个月）和临震预报（几个小时至几天）。
　　有消息称地震前有专家进行过准确预测，经记者多方证实，中国地球物理学会天灾预测委员会耿庆国研究员预测的是2008年5月～2009年4月，兰州以南，甘、川、青交界地区，可能会发生6～7级地震。该预测明显属于中期预报。
　　“虽然预报集中在这些地区，但是几年都没有来，作判断很难，是一个科学问题。”一位地震专家分析说。
　　
　　⑥ 到底是在哪一点？
　　2006年初，成都市地震局预测处处长徐水森完成了《四川强地震活动的可公度性初探》的初稿，3月投稿给《四川地震》杂志，2007年6月，该杂志发表了上文。
　　“可公度性”仿佛用某一种“尺子”来度量一系列同类事件出现的特殊性秩序。在天文、地震、气象、水文、金融等研究中均有运用的实例。
　　徐水森测算的结果是，把龙门山断裂带作为整体进行研究，未来5级以上地震可能时间为2006年、2013和2019年可能性较大，误差为1.5年。
　　无独有偶，用同样的方法，2006年9月，陕西师范大学旅游与环境学院龙小霞等在《灾害学》上发表了《基于可公度方法的川滇地区地震趋势研究》。
　　文中测算认为，“尤其是2008年更符合已有地震资料的统计规律，因此川滇地区下(几)次可能发生≥6.7级地震的年份为2008年。”
　　“这是学术讨论文章。实际上，地震学是一门边缘学科，它涉及的范围非常广，地震技术人员在地震方面的研究、探测，确实也运用了大量的方法，这仅仅是其中的一种方法。”徐水森对记者说。
　　在2007年12月的《四川地震》上，成都理工大学的易桂喜等研究者分析说：“自2003年大姚地震后，在四川及邻区强震平静近4年的背景下，最近两年相继出现的四川地区中等地震活动增强现象预示四川及邻区在未来不太长时间内发生6级以上强震的可能性较大。因此，应密切监视地震活动的短期变化，对可能出现的小震平静异常现象应予以高度重视。”
　　“我是提得很明确，四川未来不太长的时间可能会有6级以上地震发生，这个是我们的一个趋势，但是我无法预测地震到底是在哪一点上。”易桂喜研究员告诉记者。
　　美国《国家地理》日前刊文称，在2007年7月中期的《地壳》（Tectonics）杂志中，欧洲、美国和中国的科学家们通过仔细研究得出结论，认为：“地壳撞击的能量在四川省汶川县积累，并将以地震的形式释放出来”。
　　不过，中国地震台网中心网站发布的最新信息表示，“美国《国家地理》刊文所提及的《地壳》杂志中的文章，只是做了地质灾害风险方面的分析，其结论是北川附近某些断层是活跃断层，有导致严重地震灾害的潜在风险，而不是一次地震预报。”
　　2002年，中国地震局地球物理所研究员陈学忠通过分析1800年以来四川地区7级以上地震发生的时间间隔后指出，从2003年开始，就应该警惕四川地区发生7级以上地震的可能性。当然，这些也都属于中长期学术预测。
　　
　　⑦ 梦绕龙门山
　　不过，对龙门山断裂带的现今构造变形特征及错动性质一直存在很大争议。
　　不少研究者认为，龙门山断裂带应存在着相应的左旋运动方式，但通过野外地质调查断错地貌研究发现，龙门山断裂带存在右旋走滑兼逆冲运动的活动性质，这与《汶川特大地震震源特性分析报告》认为的本次大地震是一次以逆冲为主兼一定右旋走滑分量的地震的观点相吻合。
　　对走滑速率和逆冲滑动速率大家也有不同认识。之前有研究认为本地右旋走滑速率约为1mm/a，逆冲滑动速率为0.2～1mm/a，因此有人认为并不具有发生逆断层活动的可能性。
　　而2006年，中国地震局地质研究所朱爱斓博士测算结果显示，龙门山断裂带具有6.0±2.8mm/a右旋滑动速率和6.6±3.2mm/a的逆冲滑动速率，这个值上明显大于以往的测算。
　　“5?12”汶川大地震后，美国地质勘探局地震学家露西尔?琼斯对新华社记者说，龙门山断裂带是一个非常重要的断层带，“它被认为是中国境内最危险的断裂带之一”。而且龙门山断层带属于活跃断层，以每年若干毫米的速度在移动，研究记录显示它近年来每年移动15毫米。从地质学上来讲，每年15毫米已经算是很快的。
　　汶川县地震台的陈晓华在上世纪90年代中期研究发现，龙门山地震带（中南段）中强地震具有明显的迁移特征。即1900年前的中强地震的迁移规律是由北（北东）往南（南西）迁移；1900年以来的中强地震的迁移规律正好相反，即由南（南西）往北（北东）迁移。
　　中国地震局地球物理研究所曾融生院士2005年曾撰文提出地震预测的一种新的设想。他表示，按照力学性质的区别，地壳和上地幔可以划分为层状结构。过去的地震预测偏重于地壳脆性层的形变研究。多数地震前兆也侧重于前兆与地壳脆性层构造的关联。但有些现象说明地壳塑性层可能是地震发生的策源地。
　　鉴于印度对欧亚大陆的俯冲以及西太平洋对中国的俯冲，它们对中国大陆的孕震过程应有重要的影响，曾融生院士建议，应加强对地幔板片构造的进一步研究以更好认识中国大陆地震的成因。
　　（摘自5月28日《第一财经日报》，作者为该报记者，实习记者杨勇对本文亦有贡献）

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