地震前兆現象
地震和刮風下雨一樣,都是一種自然現象,在它來臨之前是有前兆的,特別是強烈地震,在孕育過程中總會引起地下和地上各種物理及化學變化,給人們提供信息。我們把地震前,在自然界發生的與地震孕育和發生相關聯的現象稱之為地震前兆(Seismic precursor)現象。
我國古代人民在長期實踐中,早就開始認識到地震是有前兆的,并留下了豐富的關于地震前兆的記載。如古書《隆德縣志》上就記載了古人總結的六種地震前兆現象,稱為"地震六端",對地震前的天氣異常,海嘯、地光、地震云等前兆都作了精辟的概括。
"地震六端":
①井水本湛靜無波,倏忽揮如墨汁,泥渣上浮,勢必地震;
②池沼之水,風吹成荇交縈,無端泡沫上騰,若沸煎茶,勢必地震;
③海面遇雨,波浪高涌,奔騰洴洶,此常情;若日晴和,臺颶不作,海水忽然繞起,洶涌異常,勢必地震;
④夜半晦黑,天忽開朗,光明照耀,光異日中,勢必地震;
⑤天晴日暖,碧空清凈,忽見黑云如縷,蜿入長蛇,橫亙空際,久而不散,勢必地震;
⑥時置盛夏,酷熱蒸騰,揮汗如雨,驀覺清涼,如受冰雪,冷氣襲人,肌為之粟,勢必地震。
現代地震科學的深入研究表明,地震之前確實存在多種多樣的前兆現象。自1966年邢臺地震以來,我國已在100多次中強以上地震前記錄到2000多條前兆現象。
由于地震的孕育和發生是很復雜的自然現象,因此在這個過程中將會出現地球物理學、地質學、大地測量學、地球化學乃至生物學、氣象學等多學科領域中的各種前兆現象,即地震前兆具有豐富,多樣和綜合的特點。常見的地震前兆現象有:(1)地震活動異常;(2)地震波速度變化;(3)地殼變形;(4)地下水異常變化;(5)地下水中氡氣含量或其它化學成分的變化;(6)地應力變化;(7)地電變化;(8)地磁變化;(9)重力異常;(10)動物異常;(11)地聲;(12)地光;(13)地溫異常等等。
通常根據人的感官所能覺察的情況把這些前兆現象分為宏觀前兆和微觀前兆兩大類。
地聲與地光 —— 大地震前大自然向我們發出的警報。1966年蘇聯塔什干發生地震前,一位工程師“聽到左方傳來發動機隆隆的響聲,同時閃現出耀眼的白光,晃得睜不開眼,持續了4.4秒種,接著地震來了,差點把他摔倒在地上。地震過后,光也就暗下來了。”
地聲。在地震前數分鐘、數小時或數天,往往有聲響自地下深處傳來,人們習慣稱之為“地聲”。如
根據地聲的特點,能大致判斷地震的大小和震中的方向。一般說,如果聲音越大,聲調越沉悶,那么地震也越大;反之,地震就較小。當聽到地聲時,大地震可能很快就要發生了。
地光。指大地震時人們用肉眼觀察到的天空發光的現象。地光的顏色很多,有紅、黃、藍、白、紫等,以白里發藍的為多;其形狀不一,有的呈片狀或球伏,也有是電火花似的。 地光在空中持續的時間一般為幾秒到數分鐘之間,很短,瞬時即逝。地光在地表上空的高度一般為幾米到幾十米不等。如
地光發生的原因有人認為是地震前地電和地磁異常,使大氣粒子放電發光所致;也有人認為是放射性物質的射氣流從地下的裂縫中射出,在低空引起大氣電離,因而發光。盡管原因還沒有徹底清楚,但由于地光有時出現在大震之前,因此它是臨震前的一種前兆現象,可以用來進行臨震預報。
地下水異常。指由構造應力作用引起的地下水水位升降、泉水流量變化、水質和水溫變化、水中氣體濃度變化,以及通過包氣帶逸出等地下水、氣異常現象的總稱(圖6.6)。比較常見的有,井水陡漲陡落、變色變味、翻花冒泡、溫度升降,泉水流量的突然變化,溫泉水溫的突然變化。如:1970年1月云南玉溪大地震前,在極度震區,有一口甜水井,不僅水位急劇下降,而且水的味道也變咸變苦,相反,有的井水卻突然變甜;有的井水,煮的飯變紅,用來做豆腐、豆漿不能板結。
天氣異常。地震前,尤其是大震前,往往會出現多種反常的大氣物理現象,如怪風、暴雨、大雪、大旱、大澇、驟然增溫或酷熱蒸騰等。
時,震區氣溫突然上升,形成一個以海城為中心的急劇升溫區,兩個小時內海城增溫12度,而離海城較遠的大連市增溫2度。
研究認為:地震發生前,由于地應力的積累加強和集中釋放,導致地球內部釋放出大量粒子流和熱電流,這些物質進入大氣中后附著于大氣微粒子,成為天氣中水氣的凝結核心,并在地磁場的作用下發生運動,引起了天氣異常。
地震云。云是大地的臉,它不會撒謊。研究者把在遼闊的天空出現的與地震有關的、與一般的云有著明顯區別的、最大特點是“奇”的云稱為地震云。據報道,地震云出現的時間以早上和傍晚居多,其分布方向往往同震中垂直;目測估計其高度可達
目前,有關地震云形成原因有2種學說,一是熱量學說,即在地震將發生時,因地熱聚集于地震帶,或因地震帶巖石受強烈應力作用發生激烈摩擦而產生大量熱量,這些熱量從地表面逸出,使空氣增溫產生上升氣流,這氣流于高空形成“地震云”,云的尾端指向地震發生處。二是電磁學說,認為地震前巖石在地應力作用下出現“壓磁效應”,從而引起地磁場局部變化;地應力使巖石被壓縮或拉伸,引起電阻率變化,使電磁場有相應的局部變化。由于電磁波影響到高空電離層而出現了電離層電漿濃度銳減的情況,從而使水汽和塵埃非自由的有序排列行成了地震云。
動物異常 地震前動物出現的反常表現、活動反常等稱為動物異常。 出現在震中區,目前已發現對地震有反應的動物有130多種,其中反應普遍且比較確切的約有20多種。即大牲畜:如馬、驢、騾、牛等;家畜:如狗、貓、豬、羊、兔等;家禽:如雞、鴨、鵝、鴿子等;穴居動物:如鼠、蛇、黃鼠狼等;水生動物:如魚類、泥鰍等;會飛的昆蟲:如蜜蜂、蜻蜒等。
震前動物出現異常的先后順序依次為:穴居動物→兩棲動物→水生動物→鳥類與家禽→小家畜→大家畜→觀賞動物。如:
1854年日本中部太平洋海岸外的8.4級地震前,距震中100公里的伊豆半島西海岸,發現許多魚死在海邊,這些魚往往生活在大海深處。
1975年海城地震前,冬眠動物(蛙、蛇等)發生出洞事件,尤其是冬眠蛇的出洞,是人們公認的震兆現象。該現象在
史料曾記載:
據《銀川小志》(1755年即清乾隆二十年)記載:“寧夏地震,每歲小動,民習為常。大約春冬二季居多,如井水忽渾濁,炮聲散長,群犬圍吠,即防此患。”1972年尼加拉瓜的馬那爪6.2級地震前幾小時,市內某孤兒院飼養的猴子大肆騷亂。
可見,可以把動物機體看作是一個復雜而對環境變化敏感的感知系統,它可以把有關的地震前兆信號進行有效地提取和放大。從地震預測研究的角度來看,只要知道動物所感覺到的或直接作用于中樞神經系統的是什么樣的地球物理或化學因素及其變化特征,就有可能設法檢測它們。
總之,大地震之前,大自然總會通過各種方式向人們發出具有奇異表現形式的信息。所以,宏觀前兆在地震預報中具有重要的作用,如1975年遼寧海城7.3級地震和1976年松潘 —— 平武7.2級地震前,地震工作者和廣大群眾曾觀察到大量的宏觀前兆現象,為這兩次地震的成功預報提供了重要依據。但值得注意的是引發大自然宏觀異常現象的原因是多方面的,因此在碰到類似情況時,不要簡單地對號入座,而應該進行全面分析。必要時報告相關的地震行政主管部門。