要预测地震为何那么难？

公元 132 年，中国天文学家张衡将他最新的发明上呈给东汉朝廷。他宣称这个大型的瓶状物可以预测国境内何时会发生地震——还会指引他们要往何处去救援。朝廷有点存疑，特别是当这个装置在一个 看似很宁静的午后被触动了。但当数日后使者前来寻求协助时，他们的态度从怀疑变成感激。

张衡发明的地动仪

现今，我们不再依靠瓶子来识别地震，但对于试图追踪地震的人来说， 地震仍然是个很独特的挑战。为什么地震这么难以预测？我们要如何才能预测得更好？要回答这问题，我们就得了解一些关於地震发生的理论。

地球的地壳是由数个锯齿状的大型岩石组成，这些岩石叫做板块，每个板块都漂浮在一层 高温且部分熔化的地幔上。这会使板块缓缓散开，速度大约是每年 1~20 公分。但这些微小的移动强大到足以造成相互影响的板块破裂。在不稳定的区域，越来越高的压力最终会触发地震。

地壳板块

要监视这些微小的移动 就已经够难了，板块移动进而造成地震的因素 又更是多样化。不同的断层线让不同的岩石并列——在压力之下，有的岩石较强， 有岩石的较弱，各种岩石对於磨擦 和高温的反应也不一样。有些会部分熔化， 释出具滑润作用的液体，其成份是过热的矿物，这种液体会减少断层线的摩擦。但有一些则是乾燥的，当压力越来越高时就可能很危险。所有这些断层都会 受到不同重力的影响，如同热岩石在地球地幔上的 移动也会影响到断层。所以，我们该分析哪些隐藏的变数？我们又该如何将它们 与发展中的预测工具相结合？因為这些影响力当中， 有一些发生的频率很高，板块的行為像是具有周期性。

圣安地列斯断层

现今，我们最可靠的线索 多半是来自长期预测，从过往地震事件的 时间和地点资料来推导。以千年的长度来看，我们就能够预测那些活跃的断层——像圣安地列斯断层——已经超过预期的地震週期了。但因為涉及太多变数，这个方法只能预测出 很宽鬆的时间范围。为了预测近期的地震，研究者已经探究过在地震发生前 地球所引起的震动。

地质学家长期都在使用地震仪来追踪地壳中的微小移动 并将它们绘制在图上。现今，大部分的智慧手机都能够记录主要的地震波。有了全球的互联网，科学家就有可能以群众外包的方式，做出有丰富细节资讯的警报系统， 来警告大家即将发生的地震。不幸的是，手机可能 无法事先提供大家所需的临震安全应变措施。但这些细节的读数仍然很有用，可以用在像美国太空总署的 Quakesim 软体等预测工具上，它可以将地质资料做精确的结合，来找出有风险的地区。

然而，近期的研究指出，这些感测器可能无法抓到 清楚的地震徵兆。2011 年，就在地震袭击日本东岸之前，附近的研究者记录到 成对的放射性同位素：氡和釷射气的浓度高得吓人。地震前随著地壳中的压力不断升高，微小的破裂处让这些气体 跑到地球表面。这些科学家认為如果我们能在 经常发生地震的区域，建立氡—釷射气的大型侦测器网络，就可能做出理想的警告系统——在地震发生前一周就能预测得到。

当然，这些技术再有帮助，都不如直接地去看地球的深处。若能看得更深，我们可能可以即时追踪并预测大规模的地质变动，每年可能可以拯救数万人的性命。但目前这些技术 能协助我们做好准备，并针对有需求的区域做出快速应变——不用再等著一个瓶子来指示我们。