中秋周末的早晨，很多人还在甜蜜梦乡的时候，突然的震动和随后的预警消息，惊醒了四川梦中人。

随后中国地震台正式测定发布，2019年9月8日6点42分四川内江市威远县发生里氏5.4级地震，震源深度10千米。

人们不禁困惑，究竟是什么原因导致地震发生？为什么科技如此发达的我们，竟然无法提前预测地震呢？要想预测地震就必须深入的了解地震的成因和发生原理，找到因果规律才会准确预测。

图1：中国地震台网地震播报

地震是怎么形成的？

关于地震成因，一直是地震学科中备受争论和头痛的课题之一。

人们提出了各种各样的理论猜想和假说，试图解释一切地质活动，例如大陆漂移学说、海底扩张学说、板块构造学说等，但是却难以找到广泛证实的，且可以被大家接受的学说。

目前，科学家们综合比较各个理论，普遍认同的板块构造学说。

什么是"板块构造学说"？

1965年加拿大著名地球物理学家威尔逊首先提出"板块"概念，1968年法国人把全球岩石圈划分成六大板块，即欧亚板块、太平洋板块、美洲板块、印度洋板块、非洲板块和南极洲板块。

图2：板块构造学说示意图

每个板块的交界处，是地壳活动比较活跃的地带，也是火山、地震等地质灾害较为集中的地带。

板块学说建立在在大陆漂移、海底扩张等学说的基础之上，将两种学说进行了综合与延伸，这个学说虽然不能解决地壳运动的所有问题，却为地震成因的理论研究奠定了基础。

此外，科学家根据对地球起源和演变模式推测，地壳升降运动是物质在重力作用下产生的能量对地壳的作用。

图3：地震成因分析

在宇宙中，所有物质都有向心方向运动的趋势，任何物质都不可能停留在一个不变的空间位置上。这种变化叫做"物质的时空演变"

但是，许多物质的时空演变同时经历了温度和压力等多种因素作用，通过演变分离成别的物质或多种物质。

其中，一些特殊物质由于能量级别降低或被瓜分，丧失了向地心运动的能量，转而反向重心方向运动。

地震几乎都是这些反向地球重心方向运动的物质蓄积的应力造成的。

图4：预测地震是地震学科中的难题

什么是余震？

我们已经知道地震发生的原理了，就不难认识到，初始地震发生后，就极有可能发生余震，而且余震的次数不定，甚至高达几十次。

大地震往往伴随着余震，原因是初始震动引起的周围地壳发生剧烈变化，能量蓄积难以释放，才会导致余震发生。如果初始地震过后，地壳反向运动导致的能量蓄积已经释放，那么发生余震的几率就会很小。

此外，多数人对余震的认识还有个误区，就是余震最多持续几天，不会长久逗留。

但是，不幸的是，地震学研究表明，余震会一直持续下去，甚至长达几十年。

图5：破坏性地震或余震危害极大

目前，科学家们采用多种方式预测破坏性地震发生，人们试图通过观察和统计小地震的位置来判断大地震可能在什么时间发生在哪里。但是，这种方法目前收效甚微。

比如，2008年5月12日中国四川发生的灾难性7.9级大地震，就让许多科学家感到十分困惑和惊讶 ，因为汶川在过去的几百年里没有发生过几次地震。这究竟是怎么回事？

图5：1959年的Hebgen Lake地震将287号公路撕成碎片。图片来源：USGS

有科学家认为说："基于小地震预测大地震就像是"打地鼠"游戏，通过地鼠出没的地方，预测可能会在哪里冒出来，本身就不靠谱。

接下来，我们需要使用GPS卫星和计算机建模等方法来寻找地球储存能量的地方，而不仅仅是关注小地震发生的地方。

中国为地震监测和预报付出了巨大努力

中国官方和民间自20世纪50年起，就对地震监测和预测进行了大量研究和尝试。1966年邢台地震激起大规模的地震预报和预报研究的热情。

在此期间，构造背景，地震活动和地壳变形是地震预测研究的主要研究方向。

研究人员专注于从地震序列和大地观测数据中搜索前兆，并探讨了地震发生与重力，地磁，地电和地下水观测数据异常之间的关系。1975年对海城地震的预测使对预测的热情达到了高潮【1】。

图6：中国及周边大地震记录图。自20世纪2月4日海城地震，1976年7月28日唐山大地震，2001年11月14日昆仑山山地震或科克西里地震，以及2008年5月12日汶川大地震以来，大地震的分布突出。数据来自国际地震中心（ISC，1900-2003）和中国地震网络中心（CENC，2003年至2017年）。

中国地震局对潜在地震前兆的监测主要基于以下几个学科知识进行研究和监测：地震学、大地测量学、地电学、地磁学和地下流体等（又称地震水文学、水文地震学）。这些观测网络既可用于科学目的，也可用于监测潜在的异常情况。随着时间推移，地震科研工作者们已经在全国建立了众多的监测点和数据采集点（图7），为保护国家和人民的生命财产默默付出资金、青春和才华。

图7：中国国家地震监测网络。a）用于大地测量监测的观测站的分布，如正方形所示。b）用于地磁和地电监测的观测站的分布，如三角形所示。c）用于地面流体监测的观测站的分布，如星星所示。

对破坏性地震预测不准是"渎职"吗？

近年来，不论是国际还是国内普遍有这样的观点：地震局预测不准确需要承担刑事责任。

比如意大利包括四名科学家在内的7人，因未能准确评估地震风险而被判处6年有期徒刑【图8】。

此新闻一出，学术界一片骇然，缺乏科学知识和科学精神的法律只会让科学家明哲保身，对于地震的认知和探索，将会受到毁灭性打击。

没有什么可以阻碍人类探索未知世界的信念和决心。伟大领袖毛泽东同志说过人定胜天。

实现准确预测预报破坏性地震只是时间问题，你我拭目以待。

图8：意大利地震研究人员被判入狱

参考文献

1. Fuqiong Huang*, Mei Li，et al. Studies on earthquake precursors in China: A review for recent 50 years. Geodesy and Geodynamics 8 (2017) 1-12.

2. 天然地震的动力，源于地球自身的核能。地震、地质、核裂变。2018-03

3. 百度百科。