这可能是一项革命性——不！是救命的突破性技术！法国一组科学家偶然发现，利用一种我们已非常熟悉的技术——GPS，就有可能提前2个小时准确预测地震的发生，这将拯救多少人的生命啊！

地震及预测

地震是一种常见的自然灾害，对人类造成了巨大的损失和威胁。根据美国地质调查局（USGS）统计，全球每年都要发生约1500次5.0级以上的地震，其中约15次达到7.0级以上，导致成千上万人死亡，数百万人受灾。

就在刚刚过去的今年2月，一场突如其来的7.8级强震袭击了土耳其和叙利亚部分地区，导致近6万人丧生，150万人无家可归。并且这场地震还引发了数万次的余震，有些余震的强度几乎与主震相当，进一步扩大了灾害的破坏。

如果我们能够提前预测地震的发生该多好啊！这样就能让人们有足够的时间找到安全的避难所，避免陷入死亡和伤害的危险。但不幸的是，目前还没有有效的方法可以提前预测地震的发生，最多只能在地震开始后几秒几十秒内发出预警。这种预警主要依靠监测不同地震波在地球内部传播的不同速度，通过时间差向可能受影响的区域发送警报，虽然起到了一定的作用，但对于避免重大灾害来说还远远不够。

但是，如果我们能够提前两个小时左右预测地震的发生呢？这可能听起来像是科幻小说中的情节，但法国尼斯蔚蓝海岸大学昆汀·布莱特里（Quentin Bletery）和让-马蒂厄·诺凯（Jean-Mathieu Nocquet）领导的团队，可能已找到了办法。而且这种方法不需要开发任何新的技术，只需要利用一种我们已经非常熟悉的现有技术：GPS。

GPS如何提前预测地震？

据媒体SciTech Daily报道，法国科学家近期发现了一种可能在大地震发生前约两小时出现的地震前兆信号。

他们在《科学》杂志上详细介绍了，他们是如何利用全球定位系统（GPS）数据分析出这种信号的。这些研究人员认为，在主要断层附近部署检测网络，可能有助于实现地震预测的梦想。

短期地震预测，即在地震发生前几分钟到几个月内发出预警，依赖于存在一个清晰可观测的地球物理前兆信号。

之前的回溯性研究曾提出，在主震之前，断层上会发生缓慢的无震滑动，作为一种可能的前兆。然而，这些观察与地震破裂之间的联系仍不清楚。这种不确定性源于这些观察并不直接先于事件发生，并且经常在没有余震的情况下发生，使得用于预测大地震的精确前兆信号的存在仍然存疑。

据报道，法国科学家昆汀·布莱特里（Quentin Bletery）和让-马修·诺奎（Jean-Mathieu Nocquet）在这项研究中，对全球近100次7级以上大地震之前的高频GPS时间序列数据进行了全面的分析。

他们发现了一种模式——在地震发生前约两个小时，断层上会出现一种微妙但加速的位移，导致上方的陆地水平方向移动。

他们还发现，这种位移可以用GPS来观测和测量，虽然这种位移太小，以至于无法在标准的地震仪上显示出来。

但最重要的是，他们在所有研究过的地震中都看到了同样的位移。

据该项研究科学家的说法，这些发现表明，许多大地震都是以一种前兆滑动阶段开始的，或者这些观察代表了一个更长、更难以测量的前兆滑动过程的结束部分。

他们的想法利用了全球导航卫星系统（GNSS），如美国的GPS或欧洲的伽利略。整个地球都布满了地面接收站，其中包括一些对地质学家感兴趣的传感器。其中之一是GNSS模块，它依靠与GPS或伽利略卫星（以及俄罗斯的GLONASS或者我国的北斗卫星网络）的三角定位来确定其位置。

他们利用了全球3026个地面站提供的高频GPS时间序列数据，评估了90次不同的7级以上地震发生前两个小时内断层位移情况。

他们对这些数据进行了统计分析，发现了一个微妙的信号，与地震震源附近断层滑动指数加速的时期一致，从大约两个小时前开始破裂。

尽管提出了一种在大地震之前出现的前兆信号，但布莱特里和诺奎警告说，目前的地震监测仪器缺乏必要的覆盖范围和精度，无法在单个地震的尺度上检测或监测前兆滑动。

对此，加州大学伯克利分校（UC Berkley）教授罗兰德·伯格曼（Roland Bürgmann）写道：“如果能够证实地震孕育通常涉及一个持续数小时的前兆阶段，并且能够开发出可靠地测量它的方法，那么就可以发出一个预警。”

地震预测技术发展史

早期地震勘探技术

在地震勘探技术发展的早期阶段，人们主要依靠简单的方法和有限的工具来获取地下结构信息。以下将详细讨论早期地震勘探技术的发展历程。

早期的地震勘探技术依靠人工记录地震波数据，并通过时间差法进行震源定位。震源定位是确定地震波的发生位置的过程，它对于获取地下结构信息至关重要。

早期的震源定位方法依赖于人工观测，通过对地震波的到达时间进行比较来计算震源位置。然而，这种方法的精度较低，受到人为因素和测量误差的限制。

地震波传播速度测量是早期地震勘探的另一种重要手段。通过在地表上布置接收器，记录地震波的到达时间，再结合震源定位结果，可以计算出地震波在不同介质中的传播速度。

这项技术可以提供关于地下岩石和流体的性质以及地层的层序和结构的信息。

地震反射法是20世纪初期发展起来的一种地震勘探技术。它通过在地表上布置震源和接收器，并记录地震波在地下反射的情况，从而获取地下介质的结构信息。

地震反射法的出现标志着地震勘探技术进入了定量描述地下结构的阶段。早期的地震反射法主要依赖于人工分析地震记录，通过对波形的观察和解释来推断地下结构。

然而，早期地震勘探技术存在一些限制和挑战。首先，人工观测和数据处理需要大量的人力物力，费时费力且容易出错。

其次，由于技术和设备的限制，早期地震勘探只能获取有限的地下结构信息，对地质勘探和资源开发的需求无法得到满足。

尽管早期地震勘探技术存在一些不足，但它们为后来的发展奠定了基础。早期地震勘探的实践和经验为后来的技术改进和创新提供了重要的依据。

在计算机技术和数据处理方法的进步推动下，地震勘探技术得以突破传统的限制，实现了更准确和全面的地下结构描述。

总结起来，早期地震勘探技术是地震勘探发展的起点，它通过人工记录地震波数据、震源定位和地震波传播速度测量等手段，初步揭示了地下结构的特征。

尽管存在一些局限性，早期地震勘探技术为后来的技术创新和发展提供了基础，为现代地震勘探技术的诞生奠定了重要的基石。

现代地震勘探技术

现代地震勘探技术在计算机科学、地球物理学和工程技术等领域的进步推动下，取得了显著的发展。以下将详细讨论现代地震勘探技术的主要特点和应用。

随着计算机技术的迅速发展，地震勘探技术实现了从二维到三维的重要突破。

传统的二维地震勘探方法只能提供局部地下结构的信息，而三维地震勘探技术采用密集的布点方式，通过大量的接收器记录地震波数据，并借助高性能计算机进行数据处理和成像，可以获取更为准确和全面的地下结构信息。

三维地震勘探技术在石油勘探、地下水资源开发、工程勘察等领域得到广泛应用。

叠前深度偏移技术是现代地震勘探中的重要方法之一。该技术通过考虑地下介质非均匀性对地震波传播的影响，对地震记录数据进行处理和成像，从而获得更准确的地下结构信息。

叠前深度偏移技术可以消除由于速度模型误差和介质非均匀性引起的假象，提高成像的分辨率和精度。该技术在油气勘探和地质灾害预测等领域具有重要意义。

井下地震技术是一种将地震勘探仪器安装在钻井井筒中进行数据采集和成像的方法。通过与地表地震勘探数据的综合分析，可以获得更高分辨率和精度的地下结构信息。

井下地震技术在油气勘探、地下水资源开发等领域具有重要意义。它可以提供井周地下结构的详细信息，辅助油气勘探决策和钻井作业，同时对于地下水资源的合理开发与管理也具有重要的意义。

现代地震勘探技术的发展带来了许多重要的应用和突破。首先，通过三维地震勘探技术，我们可以获取更为准确和全面的地下结构信息，提高了勘探效率和解释能力。

其次，叠前深度偏移技术消除了传统地震勘探中存在的假象问题，提高了成像的质量和准确性。此外，井下地震技术的应用使得勘探信息更加全面和精细化。

然而，现代地震勘探技术仍然面临一些挑战。例如，在复杂地质环境中的数据处理和解释仍然是一个复杂的问题。此外，地震勘探所需的设备和人力资源较为昂贵，限制了其在某些地区和领域的应用。

总结起来，现代地震勘探技术通过三维成像、叠前深度偏移和井下技术等方法的应用，取得了重要的突破。

这些技术使地震勘探能够获取更为准确和全面的地下结构信息，为石油勘探、地下水资源开发和工程勘察等领域提供了有力的支持。

随着技术的不断进步，现代地震勘探技术将进一步提高分辨率和解释能力，为地下资源勘探和地质灾害预警等领域带来更多的机遇和挑战。

文章来源： VC创业投资，奉命说史，徐德文科学频道