今年是1975年辽宁海城7.3级地震发生45周年,这是中国首次成功预测并采取官方疏散行动取得显著减灾实效的地震,预测主要采用的“前震异常”在1994年被国际地震学与地球内部物理联合会(IASPEI)认定为为数不多的几种可信的前兆异常。不管历史、现在和以后不同国家和立场的人怎样解读这次地震及其预测,它终究是中国构建现代自然科学体系、与自然灾害博弈过程中的一座丰碑。今天,我们讲讲与这次地震有关联的几位国外地震学家的故事。
地震女王/章光月/ Lucy Jones博士
这是同一个人,美国家喻户晓的女地震学家。
1979年2月,一位名叫Lucy Jones的美国麻省理工(MIT)博士研究生,被选中成为第一个访问中国的美国科学家。来访的目的,就是为了向中国同行搞清楚1975年辽宁海城7.3级地震成功预测的全过程。
我猜选中年轻的Lucy Jones博士担此重任,或许是跟她曾经随着从事外交工作的父亲在中国台湾省生活、读高中的经历有关。早在民国政府时代,她的祖父就来到中国并在燕京大学(Yenching University)任职,而1976年,Lucy Jones还在美国著名的布朗大学获得了中文学士学位,期间研究了中国古代文学中有关地震灾害记载的内容,另一个因素,在1976年大学本科刚刚毕业时,Lucy Jones就以第一作者在著名的国家学术期刊《Nature》上发表了论文(让苦苦期盼在CNS发表1篇文章终了此生的大哥胜情何以堪),题目是《地震的前震频次》。
麻省理工博士研究生Lucy Jones在中国海城地震震区考察
Lucy Jones的中国考察之行只有短短的5个月,期间主要是跟国家地震局地质研究所的专家们合作,此后的1980-1982年,她还3次来到中国,考察了辽宁海城和陕西西安的一些野外断层。
1980年,她用中文名字“章光月”、用中文撰写并发表在中文期刊《地震地质》上的一篇文章中提到,“在地震孕育和发生过程中,区域性地质结构、区域构造应力场和地震前兆场彼此之间有着密切的关系。”“不仅主震断层面有明显的活动,与之共轭的另一组断层面也有重要作用。”
1983年,已在哥伦比亚大学拉蒙特地球观象台工作的Lucy Jones,继续用中文撰写并在《地震学报》上刊发了对1975年海城地震前震序列的研究结果。这篇在1980年自己文章中就引用过的当时还未发表的论文,推迟多年后发表,想必经过了更多的思考和锤炼。
果然,这篇文章的科学水准现在读起来仍让人赞叹不已。文章的几位中国合作者,也恰恰是大哥胜所在研究所的几位前辈,包括同一研究室的、后来的中国工程院院士许绍燮先生。
Lucy Jones利用当时国际上比较先进的相对定位方法、主震震中170km范围内的6个记录比较可靠的地震台站,对海城7.3级地震前四天内发生的500多次前震中记录较好的60个前震,测定了它们相对于主震的位置。结果发现,海城地震的前震实际上与主震不在同一条构造上、也分布距离主震震中6km远的区域,而主震与前震没有发生在同一个平面上,二是发生在垂直方向上的另一条断层上,可能通过一个雁形排列的断层进行了应力转移。
用中文名字“章光月”的Lucy Jones用中文在1980年发表的科研论文
这位此后被美国人亲切地称为“the Earthquake Lady”(地震女士,又译地震女王,我喜欢后者)的女地震学家,1983年起开始在美国地质调查局(USGS)工作,并取得了令人惊叹的成就,包括创造性地发展了一系列地震前震和余震概率预测模型,这些模型已成为美国加州发布地震预测咨询意见的基础。她于2003年至2015年在美国加州地震预测评估委员会任职。而她建立的地震灾害演习,数十年来覆盖了5500万的美国民众。
鲶鱼/石川有三
Catfish(鲶鱼)在日本有着特殊的含义。饱受地震之苦的日本古代人,并不清楚地震的成因,只能用神话来解释,用各种鱼来解释(鳗鱼、被螃蟹夹住的鳗鱼)。当然最最流行的地震神话还是鲶鱼,鲶鱼背负着日本岛,它总想着掀翻压在其身上的岛屿,因此一动身子就会发生地震,还好,鹿岛神用“要石”压住了鲶鱼的头和尾巴让它不能乱动。
石川有三(Ishikawa Yuzo)教授的E-mail地址总用catfish(鲶鱼),尽管与所在的研究单位相同的E-mail地址后缀换过几次。
1979年下旬,时年29岁的日本京都大学放在研究所研究生石川有三,被派往中国学习,师从中国地震局地球物理研究所朱传镇。朱传镇研究员是我国著名地震学家,曾创建亚洲地震委员会(ASC)并担任第一任ASC的主席。
当时的石川有三,正在京都大学的三云健教授指导下,从事维纳滤波技术、地震震源机制、上地幔速度各向异性等研究。作为首位来华合作研究的地震学者,从此与中国结下深厚友谊。
在中国访学的两年期间,石川有三与朱传镇研究员合作开展了余震特征、地震活动性分析等研究,并在辽宁、四川、云南、陕西、河北等省份进行地震研究考察。
1980年2月,石川有三在《国际地震动态》上撰文发表了题为《一个日本人所看到的中国地震预报研究工作》的文章,对海城地震等几次中国成功预测的地震对于日本研究的可能影响,做了深入分析。包括地震前的宏观异常观测在日本推广实施的困难,对地震预测工作的组织机制的中日比较,对一些可能观测精度不够的例如Vp/Vs变化做了客观评价。
1983年他用中文撰写并发表在《地震学报》上的论文《唐山、海城、盐源-宁蒗地震强余震特征》,主要探索了强余震的发生与主震的构造关联,以及强余震之前有无可以利用的活动异常信息。此后还有多篇与中国学者合著的发表在国内外的论文,至少10余篇是他用中文撰写发表在中国科技期刊上,这种与中国学者的合著一直持续到本来访20多年以后,他甚至曾担任过中国地震学会(第八届)国际交流委员会的副主任。
石川有三教授1983年用中文发表的科研论文
70年代中国地震预测高光时刻的
其他人和事
上世纪70年代,海城地震的成功预测,无疑是大起大落的国际地震预测研究浪潮中的比较闪亮的星星,对很多人和事都形成了冲击效应。
海城地震后,1975年2月27日,时任麻省理工学院地球与行星科学系主任、美国地质调查局地震研究咨询委员会主任的Frank Press教授就发表文章指出,“苏联、中国、美国的最新研究结果表明,可测量的地壳内部变化可能告诉我们大地震的来临,未来的可以实现提前数年对大地震做出预测。”
1975年11月,美国内政部地震研究办公室主任Robert Hamilton认定了中国海城地震取得的成功,并断言,美国的精确的地震预测有可能在1年内实现,尤其是在加州地区最可能首先实现。
1977年,在总统的支持下,美国地震减灾法案在联邦参议院、国会两院获得通过,同年,国会通过了主打地震预测目标的《国家地震减灾计划》(NEHRP),实际上这个国家计划直到现在都在持续进行,只不过主攻方向调整为了构建地震灾害的韧弹性建设。
1978年,日本政府颁布了东海地震预测法(DaiShinHo),受到海城地震预测过程的影响,日本东海地区在1970年代持续发生了一系列的小地震,引发了人们对这一距离东京160km的地区发生8级大地震的担忧。与中国不同的是,这部日本法律,要求开展地震预报工作的同时,也要求投入大量资金加紧建构筑物、海啸抗御设施的抗震加固设防工作。这部法律,一直持续到42年后的今天。平淡的故事怎样结尾?
曾任美国南加州地震中心(SCEC)主任的Thomas Jordan教授,这一美国地震学界最为耀眼的学术领袖之一,在1970年代曾同美国地质调查局地震研究咨询委员会主任Frank Press教授长期工作,经历了地震预测研究引发全球地震学家心情和主攻方向起起落落的整个过程。2006年,这位SCEC主任发起来全球性的“地震可预测性合作研究”(CSEP)计划。这个计划的特点是,不再追求“一蹴而就”地成功预测地震,而是通过严格的科学检验、竞赛式的预测建模、全球分布式地建立实验场等方式,发起了一次新的地震预测研究革命。400余个地震预测模型被开发、投入检验,持续10年后,取得了扎实的科学进展。从CSEP计划为开端,启发了地震保险业技术升级的“全球地震模型”(GEM)计划、“可操作的地震预测”(OEF)计划,多个国家区域性的地震风险研究计划,在2019年美国国家地震信息中心(NEIC)的未来5年战略计划中,还把具有CSEP基因的“可操作的余震预测”(OAF)作为NEIC未来的重要科技服务产品之一。
1970年代的“地震女王”Lucy Jones、儒雅的石川有三,并没有看到1975年海城地震引发的亢奋,既没有癫狂的宣称中国地震预测的个案成功带来的激动人心的变革,也没有力图去寻找这个案例中是否有类似苏联加尔姆地震预报实验场中的遮遮掩掩。独立判断、科学思考,挖掘出的大量的科学发现,成为他们科学生命中最宝贵的经历。邓起东院士、许绍燮院士、朱传镇先生,这些他们的中国合作者,传递给他们的,恐怕也是求实、追求卓越的的科学探索精神。
平淡的人,相对于起伏的事,更能经得住历史的考验。
觉得这篇文章
对你有所启发或帮助
请随手转发
联系客服