公元 132 年，

中國博學家張衡

將他最新的發明上呈給東漢朝廷。

他宣稱這個大型的瓶狀物

可以預測國境內何時會發生地震——

還會指引他們要往何處去救援。

朝廷有點存疑，

特別是當這個裝置在一個
看似很寧靜的午後被觸動了。

但，當數日後使者前來尋求協助時，

他們的態度從懷疑變成感激。

現今，我們不再依靠瓶子來識別地震，

但對於試圖追蹤地震的人來說，
地震仍然是個很獨特的挑戰。

為什麼地震這麼難以預測？

我們要如何才能預測得更好？

要回答這問題，我們就得了解

一些關於地震發生的理論。

地球的地殼是由數個
鋸齒狀的大型岩石組成，

這些岩石叫做板塊，

每個板塊都漂浮在一層
高溫且部分熔化的地幔上。

這會使板塊緩緩散開，

速度大約是每年 1~20 公分。

但這些微小的移動強大到

足以造成相互影響的板塊破裂。

在不穩定的區域，

越來越高的壓力最終會觸發地震。

要監視這些微小的移動
就已經夠難了，

板塊移動進而造成地震的因素
又更是多樣化。

不同的斷層線讓不同的岩石並列——

在壓力之下，有的岩石較強，
有岩石的較弱，

各種岩石對於磨擦
和高溫的反應也不一樣。

有些會部分熔化，
釋出具滑潤作用的液體，

其成份是過熱的礦物，

這種液體會減少斷層線的摩擦。

但有一些則是乾燥的，

當壓力越來越高時就可能很危險。

所有這些斷層都會
受到不同重力的影響，

如同熱岩石在地球地幔上的
移動也會影響到斷層。

所以，我們該分析哪些隱藏的變數？

我們又該如何將它們
與發展中的預測工具相結合？

因為這些影響力當中，
有一些發生的頻率很高，

板塊的行為像是具有週期性。

現今，我們最可靠的線索
多半是來自長期預測，

從過往地震事件的
時間和地點資料來推導。

以千年的長度來看，

我們就能夠預測那些活躍的斷層——

像聖安地列斯斷層——

已經超過預期的地震週期了。

但因為涉及太多變數，

這個方法只能預測出
很寬鬆的時間範圍。

為了預測近期的地震，

研究者已經探究過在地震發生前
地球所引起的震動。

地質學家長期都在使用地震儀

來追蹤地殼中的微小移動
並將它們繪製在圖上。

現今，大部分的智慧手機都能夠

記錄主要的地震波。

有了全球的手機網，

科學家就有可能以群眾外包的方式，

做出有豐富細節資訊的警報系統，
來警告大家即將發生的地震。

不幸的是，手機可能
無法事先提供大家所需的

臨震安全應變措施。

但這些細節的讀數仍然很有用，

可以用在像美國太空總署的
Quakesim 軟體等預測工具上，

它可以將地質資料做精確的結合，

來找出有風險的地區。

然而，近期的研究指出，

這些感測器可能無法抓到
清楚的地震徵兆。

2011 年，

就在地震襲擊日本東岸之前，

附近的研究者記錄到
成對的放射性同位素：

氡和釷射氣的濃度高得嚇人。

地震前隨著地殼中的壓力不斷升高，

微小的破裂處讓這些氣體
跑到地球表面。

這些科學家認為如果我們能在
經常發生地震的區域，

建立氡—釷射氣的大型偵測器網絡，

就可能做出理想的警告系統——

在地震發生前一週就能預測得到。

當然，這些技術再有幫助，

都不如直接地去看地球的深處。

若能看得更深，我們可能可以

即時追蹤並預測大規模的地質變動，

每年可能可以拯救數萬人的性命。

但，目前這些技術
能協助我們做好準備，

並針對有需求的區域做出快速應變——

不用再等著一個瓶子來指示我們。