本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
地震學家是否能夠可靠地預測像剛剛摧毀日本並引發海嘯橫掃太平洋的地震的確切位置、時間和震級？如果能夠做到，他們或許能夠拯救許多生命。想想僅在過去十年中，有多少人死於大地震：2001年印度超過20,000人，2003年伊朗30,000人，2004年蘇門答臘227,000人，2005年巴基斯坦86,000人，2008年中國87,000人，以及去年海地222,000人，據美國地質調查局稱。來自日本的早期報告表明，死亡人數可能達到數萬人。
地震研究的先驅是中國人，他們早在公元前780年就開始記錄地震發生的時間和地點。公元2世紀，中國人發明了一種類似風向標的裝置，用於探測和定位地震中心。該裝置由一個精巧地懸掛在一個大型青銅甕中的重物組成，甕周圍環繞著帶有鉸鏈下巴的龍。甕的晃動使重物向甕的一側傾斜，導致該側龍的下巴張開並釋放出一個球。據說這個球會從地震發源的一側落到甕上。
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現代地震儀非常靈敏，能夠計算出地球另一側地震的精確位置和強度。此外，板塊構造理論——由阿爾弗雷德·魏格納在1915年首次提出，並在1960年代最終被其他科學家接受——為理解地震發生的原因提供了堅實的基礎。地震往往發生在構成地球地殼的巨大、移動板塊之間的邊界處。
幾十年前，地震學技術和理論已經發展到如此先進的程度，以至於許多研究人員確信他們可以預測地震的確切日期和位置，從而為疏散和其他救生措施提供時間。1985年，與美國地質調查局合作的科學家資助了一項實驗，旨在作為地震預測的試驗檯。該實驗的地點位於加利福尼亞州帕克菲爾德，這是一個坐落在臭名昭著的聖安地列斯斷層上的小鎮。自19世紀中期以來，帕克菲爾德平均每22年就會遭受一次6級或更高級別的地震襲擊。
科學家們為帕克菲爾德斷層配備了地震儀、應變計和其他感測器，理想情況下，這些感測器將提供即將發生的地震的預警。實驗負責人聲稱，到1993年，發生6級或更高級別地震的可能性為95%。這一說法——以及精確預測的可能性——受到了包括《大眾科學》在內的媒體的廣泛關注。帕克菲爾德確實遭受了一次地震——在2004年，比最初的預測期限到期晚了11年。
其他國家，特別是中國和日本，也資助了地震預測計劃，但他們也沒有成功。一種預測方法側重於通常預示大地震的微小前震。不幸的是，這種方法容易產生誤報，因為絕大多數小震之後都不會發生大震。而且，並非所有大地震都以餘震為先兆。中國聲稱，前震探測使其成功預測並在1975年疏散了7.3級地震附近的人員。但在過去的20年中，中國的專案發出了30多次誤報，並且未能預測到2008年襲擊四川東部的地震。
已經提出了許多其他預測方法，並在某些情況下進行了測試。這些方法涉及檢測所謂的地震前兆，如地下水激增；放射性氣體氡的排放；摩擦發光，或壓縮岩石發出的閃光；異常的潮汐活動；低頻電磁波；以及異常的動物行為。日本一項長期進行的實驗涉及監測鯰魚，據說鯰魚對地震前的電磁活動很敏感。但這些方法都沒有被證明是可靠的。
另一方面，科學和工程學幫助我們減少了地震的破壞。無論日本地震的最終死亡人數是多少，如果日本沒有將其建築物、道路、核電站和其他結構設計成能夠承受劇烈搖晃，死亡人數將會高出幾個數量級。去年襲擊智利的巨大8.8級地震僅造成不到1,000人死亡，因為智利已加強了其基礎設施以抵抗地震。海嘯預警網路也透過快速向沿海地區釋出警報挽救了生命。
因此，即使地震學家永遠無法實現對地震的精確、短期預測，科學在保護我們免受這種古老災難方面仍然可以做很多事情，並且已經做了很多事情。
中國張衡在公元2世紀發明的地震儀複製品。照片由維基共享資源提供。