地震前兆

人的感官能直接覺察到地震前兆稱為地震的宏觀前兆，簡稱宏觀前兆。比較常見的有，井水陡漲陡落、變色變味、翻花冒泡、温度升降，泉水流量的突然變化，温泉水温的突然變化，動物的習性異常，臨震前的地聲和地光等。 ^[2] 

其中動物異常是震前徵兆的普遍現象，由於不同動物的生活習性和敏感程度的差異，所反映的異常狀態和特徵也不一樣。如隆冬季節數百條毒蛇出“洞”或“自尋短見”，成千上萬只青蛙攜幼搬遷，離開震中數百米等。由於地震宏觀前兆的特徵突出，與老百姓的日常生活密切相關，並相對易於發現，因此是在大地震羣測羣防中最適合普及的方法。 ^[2] 

一旦發現異常的自然現象，不要輕易作出馬上發生地震的結論，更不要驚慌失措，而應當弄清異常現象出現的時間、地點和有關情況，保護好現場，向地震部門或政府報告，讓地震部門的專業人員調查核實弄清事情的真相。 ^[3] 

人的感官無法覺察，只有用專門的儀器才能測量到的地震前兆稱為地震的微觀前兆，簡稱微觀前兆，主要包括以下幾類：

地震活動異常：大小地震之間有一定的關係。大地震雖然不多，中小地震卻不少，研究中小地震活動的特點。有可能幫助人們預測未來大震的發生。 ^[4] 

地形變異常：大地震發生前，震中附近地區的地殼可能發生微小的形變，某些斷層兩側的岩層可能出現微小的位移，藉助於精密的儀器，可以測出這種十分微弱的變化，分析這些資料，可以幫助人們預測未來大震的發生。 ^[4] 

地球物理變化：在地震孕育過程中，震源區及其周圍岩石的物理性質可能出現一些變化，利用精密儀器測定不同地區重力、地電和地磁的變化，也可以幫助人們預測地震。 ^[4] 

地下流體的變化：地下水(井水、泉水、地下層中所含的水)、石油和天然氣、地下岩層中還可能產和貯存一些其它氣體，這些都是地下流體。用儀器測地下流體的化學成份和某些物理量，研究它們的變化可以幫助人們預測地震。 ^[4] 

若用傳統連續介質觀念，將地殼岩石層作為整塊固體來處理，則必然得出結論：任何前兆只有當應力接近屈服應力時才會出現，然而，長久以來，以此觀念為基礎的觀測得到"清楚的、確定的、有物理機制的前兆很少"，這是由於對地殼岩石層認識的誤解和觀測方法不合適而造成的。只有將地殼岩石層作為離散態顆粒體系，才可獲得對地震前兆及其探測 的正確認識。 ^[5] 

地震發生前，必然有能量積累過程。岩石層塊受到推壓作用達到可克服摩擦力和邊界斷層泥阻力時，會發生滯滑移動，擠壓斷層泥，又推動下一岩石層塊運動，就這樣漸次使其他岩石層塊發生移動。這種作用和移動在地層中一定以力鍊形式傳遞。隨着力鏈涉及的岩石層塊增多，所受到的摩擦力和阻力也不斷增大，也可能力鏈後端遇到大岩石層塊或非活動斷層，導致某些力鏈會積累很大作用力，其薄弱處則可能發生地震。因此，地震前兆的基本特徵是能量積累過程的岩石層塊滯滑移動和力鏈傳播，以及地震將要發生時震源附近地層中作用力的持續增大，這些地震前兆信息是可以觀測的。 ^[5] 

當然，並不是説岩石層塊滯滑移動就一定是地震前兆，只有在外力和阻力作用下，通過岩石層塊滯滑移動和壓縮斷層泥逐漸積累能量，並形成力鏈。當力鏈上能量積累到一定程度以後，力鏈分佈和傳播的信息才是地震前兆。 ^[5] 

根據顆粒物理原理，前兆信息主要以巖塊滯滑移動、斷層泥壓縮或剪切形變和力鏈方式傳遞。地震前兆發生時，在各巖塊分別相繼滯滑移動情況，前面的巖塊受的作用力大，其後巖塊受力依次減小。當遇到後面某個大阻力巖塊而不易移動或鎖定時，前面所有巖塊隨滯滑移動的逐步積累，所受阻力不斷增大，鎖定巖塊上作用力隨其前斷層泥被壓縮而增大。 ^[5] 

地震前兆信息的探測首先是要觀測和判定積累能量的力鏈及其狀態，通常所能觀測到的異常變化可給出有用資料。巖塊的滯滑移動、力鏈分佈、巖塊鎖定及組合、巖塊中力的積累等均可通過直接或間接觀測獲取，構成有效前兆信息。一些大地震的前兆信息可傳播很遠，傳播時間可持續數月或更長。只要探測點足夠多，斷層邊界相對位移測量、土層沙坑中應變測量，地下水位觀測等均可能給出巖塊的滯滑移動和鎖定、力鏈分佈的信息，同時給出信息傳播時間次序。如，地震前觀測到的地下水位異常由外圍向震中轉移的現象就是前兆時間次序的表現。岩石中應力—應變階躍觀測可識別巖塊是滯滑移動還是鎖定，若觀測到非單調上升的階躍，且應變階躍值變化很小，如小於10^-6，則表示巖塊仍然滯滑移動，在此巖塊之前的力鏈上暫時不會發生地震。若觀測到單調上升的階躍，表明此巖塊己鎖定不動。當應力階躍持續增大到足夠高時，則在附近巖塊區域將可能發生地震。巖塊受壓作用力很大和即將發生地震（破裂或錯動）時，特別是大地震，除可觀測巖塊應力—應變單調上升的階躍外，還會產生其他次生效應的前兆現象，如電磁、電離和次聲波等。從而對發生地震的可能性進行判斷。 ^[5] 

用瑞利波、地電、電磁、重力等探測方法也可以獲得有用的前兆信息的分佈和變化，這些信息取決於地層被壓縮的程度。非力鏈區域觀測不到前兆信息，這些區域不會發生地震。 ^[5] 

前兆信息探測採集數據均須以儘量短的時間間隔，如以秒或分鐘值記錄為好，至少不應該將數據作天以上的平均取值。若有足夠多的探測點，就可以獲得前兆到達各處的即時信號，包括方位、區域、時間、變化大小等較完整的信息，並可區分不同前兆的來源。 ^[5] 

觀測到巖塊的滯滑移動並非就是地震前兆信息，但地震前兆信息必定以滯滑移動和力鍊形式傳播，要根據以上所述的綜合觀測結果，判定力鏈的形成、分佈和能量積累情況。 ^[5] 

地震孕育到地震發生的全部運動過程包括：大地構造力對巖塊的初始作用、巖塊的滯滑移動、巖塊力鏈分佈和傳遞、巖塊鎖定及組合、巖塊的斷裂或錯動(即地震發生)。 ^[5] 

已有的大量探測事實説明，這些過程大部分可以直接或間接地探測到，形成有效前兆信息。關鍵是探測和確定巖塊滯滑移動和巖塊力鏈上能量的積累過程。主要特徵和探測要點是：前兆信息力鏈傳播，必然分佈不均勻，各地前兆信息差別很大；一些大地震的前兆信息可在10³千米範圍用不同方法探測到；斷層邊界"蠕變"測量得到的跳變式相對位移，即為巖塊的滯滑移動；在岩石中難以探測到與屈服相應的應力—應變變化，卻可探測到"階躍"，可判斷滯滑移動、力鏈分佈、巖塊組合移動及鎖定；地下水位上升或下降表明地層受擠壓和巖塊滯滑移動；土層沙坑中探測岩石塊移動和斷層泥壓縮引起的土層形變；瑞利波、地電等也可反映受壓地層密度或彈性模量的變化。 ^[5] 

自然界的許多奇異變化，並不都是地震前兆，所以發現異常後，要注意與非震干擾因素加以區別。

一般來説，產生非震的動物異常的因素有天氣變化（如魚類上浮，蛙類遷徙）、生理變化（如動物生病、發情）、環境變化（如水體污染）、敵害侵擾等等。產生非震的地下水異常的因素有自然因素：包括氣候（降水、蒸發、氣温、氣壓等）、水文、地質、土壤、生物等幾個方面；人為因素：包括灌溉、開採、注水、排水等等。產生非震的植物異常的因素，是植物生長髮育中遭病蟲害或氣象異變，地表形變等。 ^[6] 

地震前的宏觀異常的特點：

第一，這些前兆都受地質構造控制，呈條帶狀或與本地構造線一致的方向分佈，未來震中區相對密集。

第二，這些異常在時間上有同步性、數量上有集中性，體現出種類多、範圍廣、數量大、反應強烈的特點。

人的感官能直接覺察到的地震異常現象稱為地震的宏觀異常。地震宏觀異常的表現形式多樣且複雜，異常的種類多達幾百種，異常的現象多達幾千種，大體可分為地下水異常、生物異常、地聲異常、地光異常、地震雲、氣象異常等。

地下水包括井水、泉水等。主要異常有發渾、冒泡、翻花、升温、變色、變味、突升 ^[7]  、突降、泉源突然枯竭或湧出等。

地震前兆(4張)

許多動物的某些器官感覺特別靈敏，它能比人類提前知道一些災害事件的發生，例如海洋中水母能預報風暴，老鼠能事先躲避礦井崩塌或有害氣體的侵入等等。至於在視覺、聽覺、觸覺、振動覺、平衡覺器官中，哪些起了主要作用，哪些又起了輔助判斷作用，對不同的動物可能有所不同。伴隨地震而產生的物理、化學變化（振動、電、磁、氣象、水氡含量異常等），往往能使一些動物的某種感覺器官受到刺激而發生異常的反應。如一個地區的重力發生變異，某些動物可能能通過它的平衡器官感覺到；一種振動異常，某些動物的聽覺器官也許能夠察覺出來；地震前地下岩層早已在逐日緩慢活動，呈現出蠕動狀態，而斷層面之間又具有強大的摩擦力，於是有人認為在摩擦的斷層面上會產生一種每秒鐘僅幾次至十多次、低於人的聽覺所能感覺到的低頻聲波。人只能感覺得到每秒20次以上的聲波，而動物則不然。那些感覺十分靈敏的動物，在感觸到這種聲波時，便會驚恐萬分、狂躁不安，以致出現冬蛇出洞，魚躍水面，豬牛跳圈，在淺海處見到深水魚或陌生魚羣。雞飛狗跳等異常現象。動物異常的種類很多，有大牲畜、家禽、穴居動物、冬眠動物、魚類等等。

牛、馬、驢、騾:驚慌不安、不進廄[jiù]、不進食、亂鬧亂叫、打羣架、掙斷繮繩逃跑、蹬地、刨地、行走中突然驚跑。

豬:不進圈、不吃食、亂叫亂鬧、拱圈、越圈外逃。

羊:不進圈、不吃食、亂叫亂鬧、越圈逃跑、鬧圈。

狗:狂吠不休、哭泣、嗅地扒地、咬人、亂跑亂鬧、叼着狗崽搬家、警犬不聽指令。

貓:驚慌不安、叼着貓崽搬家上樹。

兔:不吃草、在窩內亂鬧亂叫、驚逃出窩。

鴨、鵝:白天不下水、晚上不進架、不吃食、緊跟主人、驚叫、高飛。

雞:不進架、撞架、在架內鬧、上樹。

鴿:不進巢、棲於屋外、突然驚起傾巢而飛。

鼠:白天成羣出洞、像醉酒似的發呆、不怕人、驚恐亂竄、叼着小鼠搬家。

蛇:冬眠蛇出洞在雪地裏凍僵、凍死、數量增加、集聚一團。

魚:成羣漂浮、狂遊、跳出水面、缸養的魚亂跳、頭尾碰出血、跳出缸外、發出叫聲、呆滯、死亡。

蟾蜍(癩蛤蟆):成羣出洞。

人們常形容地震預報科技人員是“上管天，下管地，中間管空氣”，這的確有道理。地震之前，氣象也常常出現反常。主要有震前悶熱，人焦灼煩躁，久旱不雨或陰雨綿綿，黃霧四散，日光晦暗，怪風狂起，六月冰雹（飛雪）等等。 ^[1] 

地震雲：地震雲是非氣象學中雲體分類的一種預示地震的雲體，在地震發生前雲體的顏色為：白色、灰色、橙色或者橘紅色。地震雲的特點：大風不易改變其形態，天空和雲有明顯的分界線，多出現波狀。地震雲的形成沒有統一的理論，只有一些假説。 ^[8]  “地震雲學説”從未被主流科學界所接納，地質或氣象方面的專業人士都曾或委婉或直接地加以反駁。中國氣象局也曾表示：沒有充分的事實證明地震與天氣二者之間有內在關聯性，也沒有證據可以通過衞星雲圖來預測地震發生。 ^[12] 

有學者認為，地震發生時，地球內部積聚起巨大的能量。因此從發生地震的前幾天起，地熱升高，它的波變為上升氣流，以同心圓狀擴散到同温層，使一千米高空的雨雲形成細長的稻草狀的地震雲。 ^[8] 

地震雲除了可能發生在震中區的上空外，也可能發生在遠離震中區的應力集中的斷裂帶的上空，這時，當遠處即將發生地震時，應力本來就比較集中的斷裂，又受到遠處震中區震前的擴容運動的作用，使斷裂帶的應力更加集中。這樣，在這個斷裂帶上，由於構造運動，岩石受擠壓，產生摩擦而發熱，不斷地有熱氣流上升，從而在其上空形成與斷裂走向一致的條帶狀地震雲。 ^[8] 

由於與震源區傳來的應力方向垂直的斷裂往往受力最大，因此，震中位置往往和地震雲方向相垂直。在某些處於斷裂交匯處的震中區，應力高度集中，並隨距離而衰減，因此會產生焦點位於震中區上空的輻射狀地震雲。 ^[8] 

地震雲也是雲，它和其它的雲的根本區別點在於地震雲是地震構造活動的氣象反應。利用地震雲進行地震監測和預報的過程中，如何從千姿百態的雲中識別地震雲是首要的，也是最重要的工作。根據一些學者的研究，地震雲具有以下區別於其它氣象雲的不同特徵：時間上，地震雲都是突然出現；空間分佈上，地震雲和斷裂構造帶密切聯繫，它們多形成在斷裂帶上方，尾部總是指向震中附近；形狀上，主要是線形，還有平行線，蛇形，魚鱗形。一些學者等認為地震雲系地下氣體沿斷層上升，主要呈細長稻草繩狀或長條帶狀。還有一些學者把地震雲分為豆狀雲、蜂窩狀雲、環形雲、尾巴雲、黑孔雲、串珠雲、漩渦雲等。

射線雲:浮雲在天空會呈極長的射線形，射線中心指向的位置就是中心地震的位置，這樣的射線雲很容易被人們觀察到。

地震雲:地震雲是非氣象學中雲體分類的一種預示地震的雲體，在地震發生前雲體的顏色為:白色、灰色、橙色或者橘紅色。地震雲的特點:大風不易改變其形態，天空和雲有明顯的分界線，多出現波狀。地震雲的形成沒有統一的理論，只有一些假説。

地震雲的形成有三種説法:

熱量學説:地震即將發生時，因地熱聚集於地震帶，或因地震帶岩石受強烈引力作用發生激烈摩擦而產生大量的熱量，這些熱量從地表面溢出，使空氣增温產生上升氣流，這氣流於高空形成"地震雲"，雲的尾端指向地震發生所在地。

電磁學説:地震前岩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;地應力使岩石被壓縮或拉伸，引起電阻率的變化，使電磁場有相應的局部變化。由於電磁波影響到高空電離層而出現了電離層電漿濃度鋭減的情況，從而使水汽和塵埃非自由的有序排列從而形成了地震雲。

氡氣成因説:正常存在於地層中的由多種帶電荷的放射性同位素組成的氡氣，受板塊運動的擠壓下，其正常釋放到大氣中的數量會在板塊應力累積和地應力突變時，發生跳躍式的變化，這種變化會在大氣層中與遊離水分子產生宏觀的雲室效應，就是我們看到的地震雲，地震雲實際上是地氡的釋放軌跡。地氡是地震常規檢測的指標元素。由多種帶電的放射性同位素構成的氡氣具備雲室效應和地震前氡氣的突變都是實測證明了的，地震雲是由有板塊運動導致的氡氣過量集中釋放，在大氣中和遊離的水分子形成宏觀的雲彩(雲室效應)，所以地震雲的氡氣成因論是具備理論和實踐基礎的。

地聲異常是指地震前來自地下的聲音。其聲有如炮響雷鳴，也有如重車行駛、大風鼓盪等。當地震發生時，有縱波從震源輻射，沿地面傳播，使空氣振動發聲，由於縱波速度較大但勢弱，人們只聞其聲，而不覺地動，需橫波到後才有動的感覺。所以，震中區往往有"每震之先，地內聲響，似地氣鼓盪，如鼎內沸水膨漲"的記載。如果在震中區，3級地震往往可聽到地聲。地聲是地下岩石的結構、構造及其所含的液體、氣體運動變化的結果，有相當大部分地聲是臨震徵兆 ^[6]  。掌握地聲知識就有可能對地震起到較好的預報預防效果。 ^[9-10] 

地光異常指地震前來自地下的光亮，其顏色多種多樣，可見到日常生活中罕見的混合色，如銀藍色、白紫色等，但以紅色與白色為主；其形態也各異，有帶狀、球狀、柱狀、瀰漫狀等。一般地光出現的範圍較大，多在震前幾小時到幾分鐘內出現，持續幾秒鐘。中國海城、龍陵、唐山、松潘等地震時及地震前後都出現了豐富多彩的發光現象。地光多伴隨地震、山崩、滑坡、塌陷或噴沙冒水、噴氣等自然現象同時出現，常沿斷裂帶或一個區域作有規律的遷移，且與其他宏觀微觀異常同步，其成因總是與地殼運動密切相關。且受地質條件及地表和大氣狀態控制，能對人或動、植物造成不同程度的危害。異常報告，都在震前幾秒鐘至1分鐘左右我們所掌握的地光。如海城地震，瀾滄、耿馬地震等都蒐集到了類似的報告。 ^{[6]  [10]} 

地氣異常指地震前來自地下的霧氣，又稱地氣霧或地霧。這種霧氣，具有白、黑、黃等多種顏色，有時無色，常在震前幾天至幾分鐘內出現，常伴隨怪味，有時伴有聲響或帶有高温。 ^{[6]  [11]} 

地動異常是指地震前地面出現的晃動，科學上將他稱為前震（foreshock）。前震的定義是：所有先於最大震級的震動都稱作前震。有些前震人可以感覺得到。最為顯著的地動異常出現於1975年2月4日海城7.3級地震之前，科學家們也通過前震對海城地震做出了準確預報。從1974年12月下旬到1975年1月末，在丹東、寬甸、鳳城、瀋陽、岫[xiù]巖等地出現過17次地動。 ^{[6]  [11]} 

地鼓異常指地震前地面上出現鼓包。1973年2月6日四川爐霍7.9級地震前約半年，甘孜縣拖壩區一草坪上出現一地鼓，形狀如倒扣的鐵鍋，高20釐米左右，四周斷續出現裂縫，鼓起幾天後消失，反覆多次，直到發生地震。與地鼓類似的異常還有地裂縫、地陷等。 ^{[6]  [11]} 

電磁異常指地震前家用電器如收音機、電視機、日光燈等出現的異常。最為常見的電磁異常是收音機失靈，在北方地區日光燈在震前自明也較為常見。1976年7月28日唐山7.8級地震前幾天，唐山及其鄰區很多收音機失靈，聲音忽大忽小，時有時無，調頻不準，有時連續出現噪音。同樣是唐山地震前，市內有人見到關閉的熒光燈夜間先發紅後亮起來，北京有人睡前關閉了日光燈，但燈仍亮着不息。

電磁異常還包括一些電機設備工作不正常，如微波站異常、無線電廠受干擾。 ^{[6]  [10]  [11]}