)几何地震学
geometricseismology
地震学是一门研究地震以及波在地球内部传播的学问。地震学也研究其它由地震引起的现象如海啸以及可以引起地震的现象如板块运动、火山等。地震可以在地球内部引致地震波，通过观察地震波在地球内部的传导，人们可以了解和推断出地球内部的结构和构造。对地震波的研究最早的结论之一是地球内部是液态的：纵波可以传过地核，横波无法通过地核，而横波的传播需要比较坚硬的媒体。现在科学家的认识是，地球的不同深度状态是不同的，地核又可以分为固态的内核和液态的外核，这都是由地震学的研究得来的。使用人工造成的爆炸所产生的地震波人们今天可以探测地下的石油贮藏、岩石结构、盐矿、地层的结构和被埋没的陨石坑等。但是人工爆炸主要用在浅层的地质勘探，是通过反演地下的速度结构，分析速度结构得到地下可能的地质结构和物质分布。使用地震造成的波人们今天可以研究地下数千千米的结构，如地幔中的对流层、岩浆腔，到地核的各向异性等。通过对地震波的观察人们今天还可以观察到陨石坠入无人的海洋地区的过程和核爆炸，近距离得可以侦测到卡车通过，甚至是人的脚步。
Ⅰ 地震學之起源：
假如和數學、物理學及地質學比起來，地震學還是一門很年輕的科學。由產生到今天，只有一個多世紀的歷史。但是這些基本科學卻有助於它的發展，尤其是應用數學及物理學。不過在地震學誕生的初期，卻遭受到來自宗教方面的杯葛。譬如在一七五五年里斯本大地震後，繼之大火，全城幾燬，五萬多人喪生。教堂旋即頒布告示說：「摩西老早便警告信徒了，如果他們不虔誠奉祀的話，有一天大地就會咧開大口，連人帶畜以及房屋，統統吞到地獄的火窟裡去。」同時說：「這次地震，就是天意懲罰那些為非作歹的里斯本教徒，同時也警告那些罪人——要把地獄中的煉火顯現在里斯本城裏給大家看看。在一些頗負盛名的「學者」的附會下，斷然地宣稱：「地震之發生，乃天意懲罰罪惡；企圖探究地震，本身就是一個罪惡。是故研究地震，必然招致更多的震災。
儘管一開始便受到宗教方面無情的打擊，但地震學在蓽路藍縷的艱苦環境下，經過一百多年的發展，終告大器晚成；不但變成地球物理學上的一個主支﹐而在學術上也有著重大的貢獻，對社會經濟更有長遠的影響。當初地震學以研究地震的成因、分布、震災及其預防為主。但到今天，它所涉及的範圍已從純學術研究擴大到應用的領域了，諸如地球內部構造的知識，月球內部甚至其他星球內部的構造等方面，這些都得力於對震波的研究。近十年來地球科學有一個大革命，從而誕生了海床擴張論（the theory of sea-floor spreading）及復活了大陸漂移說：(the theory of continental drift)。地震資料可以說是促成這學術上大革命的主力。在經濟發展上，地震學也提供非常重要的應用──尤其在油礦的探勘及開發，防震工程之設計，重大工程之選址，以及目前正致力於地震之預測與控制以求減免震災。這些應用與人們的生活息息相關。此外在國際間政治軍事的應用，特別是監視地下核爆及蒐集軍事情報上，更有其特殊的地位。（見本期金繼宇先生「核爆的辨察」文）
地震學雖很年輕，但是人類史籍對地震之記載，則遠在兩千多年以前就有了。古來死傷最大的地震，於一五五六年（明世宗嘉靖三十五年），發生在我國陝西，八十餘萬人喪生。其次是一九二三年日本的關東大地震，東京橫濱一帶死了近二十五萬人。由於文明的進步，對地震的知識增加，防震工程與震後緊急措施並用，因而近年來由地震造成的死亡大為減少。（如一九六○年智利地震，死亡五千六百人，一九六四年阿拉斯加地震，死一百十四人。）但在較落後的國家，死傷上萬的地震仍時有所聞（如一九七○年秘魯地震，去年的尼加拉瓜地震，及近年來土耳其、伊朗的幾次大地震）。
如同指南針、造紙及印刷術一樣，第一個科學化的地震儀也是出自中國，後漢（公元一三二年）的張衡便製造出來了（見圖一）。該地震儀的八個方位各有一個口含明珠的龍頭，這個龍頭受到地震波來時的初動及地震儀中一重錘的慣性原理影響，便將那明珠吐到下面的蛤蟆口中。因此非但知道地震之發生，而且可以推測出地震震央之方位。自十六世紀至十九世紀的一段期間，地震研究僅僅停留在社會人文方面的「震災紀實」階段，幾乎沒有任何進展。直到十九世紀中葉科學化的地震研究才開始起步。
Ⅱ 近代地震學之發展：
地震研究進入科學化階段，始於一八五七年意大利那不勒斯大地震後，當時馬勒（Robert Mellet）以科學的方法作成有系統的報告，主張發展地震儀普遍設於全球各地。本來地震學之發展要靠（1）地震儀及相關儀器之改進，（2）國際科學合作觀察與資料交換，以及（3）震波理論方面之進展。舉個簡單的例子就可瞭解地震學的方法了，譬如說我們中國人很善長挑西瓜。買瓜的人把瓜托在掌上，只要用指頭在瓜上輕輕彈敲幾下，就能斷定這個瓜熟不熟。地震學家也是用同樣的道理；托著瓜的手好比地震儀，敲瓜就如同引發地震。瓜被敲後發生的振動，就把瓜中的底細經由托瓜的手傳入大腦中心後判定出來了。但地震學家的本事畢竟要比這買瓜的人略高一著；因為他非但想確定這個瓜是否熟透，瓜皮厚薄，甚至連瓜瓤裡有多少瓜子也都瞭如指掌。因此地震學在理論的基礎上以及在探測及記錄的儀器上就不得不好好的下一番功夫了。
震波理論之基礎 震波理論是基於彈性動力學。而彈性動力學之發展，早在一八二八年柯西（Cauchy）及帕松（Poisson）便已導出在彈性介質中振動時基本的微分方程。帕松并指出在彈性介質中可以有兩種截然不同的波型存在（即是後來在地震學上的P及S波詳見後文）。嗣後司托克士（Stokes），革忍（Green），克希何夫（kirchhoff），克耳文（kelvin），達爾文（Darwin），及瑞立（Rayleigh）諸氏在彈性動力學上均有重大的貢獻。這些十九世紀的大科學家，雖然僅止於純學術上的研究，但在他們繼往開來的努力下，一套十分完整的震波學理論基礎便漸漸建立起來了。其中瑞立的貢獻尤多，因而地震波中兩種重要的表面波（surface waves）之一就叫做瑞立波。另一種表面波叫洛夫波，也是A.E.Love於本世紀初在彈性力學及地球動力學上的貢獻。
廿世紀以來，震波理論邁向更為專精的尖端發展，我們知道地震之發生主要是由於地球內岩石應力大過岩石能承受強度時，岩石發生錯動（dislocation）所致。這一錯動部分就是所謂的斷層面。從遠處看，這錯動斷層面可能成為一點，於是便把它叫做震源。震源在地球表面上之垂直投影點叫做震央。地震發生時，自震源產生兩種體波（body waves）。第一種叫做P波，是為縱波，速度最快（約每秒鐘走5至10公里）。第二種叫S波，是為橫波，速度均為P波的三分之二。假如地球為一個遼闊無邊的均一（homogeneous）固體，則P與S波皆以擴大的球面波向外運行，那整個地震學的題目便單純了。有趣的是地球物質並不均一，岩石又分成一層一層的，有時還不是固體（見本期許文圖六）。再加上個球形的邊界面（即地球表面）。這邊界面就先引出來了兩種表面波，第一種叫做瑞立波，第二種叫做洛夫波。表面波的速度都比S波的速度小，且隨波長而異。再加上P及S球面波碰上地層層面時，按照折射反射定律，又衍生了一大堆的「子子孫孫」縱波及橫波，搞得人眼花繚亂，也造成那似乎難看的地震記錄（見圖二），好像媽媽拆下來的一段舊毛線似的。可是，仔細想想，這一條彎彎曲曲的毛線，一曲一折都是寶貴的資料。只要有本事，因為這條舊毛線上含有很多線索足供我們揭開地球內部之迷。從基本的數學觀點上看，這一群使人眼花繚亂的波動，可以一絲不苟地用方程式表達出來，所以從基本觀點講震波理論是在解一條偏微分方程的起始邊界問題（initial boundary value problems of Partial differential equations）。彈性力學的問題本來就比電磁學、熱學和光學來得複雜。由於地震震源、地球、及地層各有不同的幾何形狀夾雜在一起，將這個邊界問題弄得更繁複，因而反倒吸引了不少近代有名的理論物理學及應用數學家如藍姆（Lamb），洛夫（Love），傑夫瑞（Jeffereys），Nakano，Sezawa諸氏，紛紛對這問題大動干戈，卻也都頗有斬獲。但在許多幾何形狀下，這問題的解答畢竟還是太複雜了。直到進入六十年代電腦被廣泛應用後，科學家才真正能有效的利用這些解答，證諸於實際觀測而得到的紀錄，從而得到有關地震成因及地球內部構造的新知。本世紀早期，美、日、英、德、俄諸國對地震的研究都很積極。尤其是近廿年來，因為電腦的發達及研究經費之充裕，美國已漸漸領先。加州理工學院，麻省理工學院，哥倫比亞大學及加州大學等都是在地震研究上有可觀成就的一流學府。美政府更於一九六○年設立美國國家地震研究中心，專司地震預測與控制之研究。人才輩出，濟濟一堂，大大地加速了近代地震學之發展。
地震儀及相關儀器之發展
是用來記錄地震發生時，在地球上某一質點「運動史」的儀器。因為該質點的運動是一向量，故通常得用三部地震儀分別記錄該質點三分向量之運動。因為要記錄這運動「史」，故計時（timing）也特別重要。目前計時的絕對準確度在百分之一秒左右，相對準確度還要高一些。地震乃是一籠統的振動，要想準確地測定一質點的運動史，和想在顛簸的汽車上寫蠅頭小楷同樣困難。但有一個方法可以欺天騙地；假如使用彈簧四面八方地把一張桌子吊在汽車車廂中間，如果彈簧夠軟的話，就可以減少許多汽車顛簸的影響。以此類推，如果將一重的質量，彈簧及阻尼（damping）做適當的安排，則在一籠統的震動環境中可「暫時地」產生一差不多不動的點。便可以此為基準點去測鄰近一動點的運動史。這就是地震儀構造的基本原理。在地震儀的發展史中，日本Omori型及德國Wiechert型是十九世紀末葉的重要機械式地震儀（在一九七二年以前，台灣一直使用這些地震儀）。廿世紀初，俄人加立津（Galitzin）首創用電動轉換器（electromagnetic transducer）及電流計紀錄（galvanometric reading），才大大地增進了地震儀的精敏度。在美國一九三○年以來本鳥夫（Benioff）益加改善加立津的設計－增加精敏度并拓寬了感應頻譜（response spectrum：包括較長週期）。一九五○年間普萊士（Press）及埃溫（Ewing）完成了長週期地震儀之設計，因而清晰地記錄表面波。（見圖三甲、乙）。
WWSSN 一九五七至五八的國際地球物理學年，經由國際合作而促成一項極為重要的發展；決定在全球設立世界標準的地震網（World-Wide Standardized Seismograph Network，簡寫成WWSSN），用本鳥夫的短週期地震儀，普萊士－埃溫的長週期地震儀，並以精密的電子鐘計時（經無線電與世界標準報時校正）。WWSSN到一九六二年已大致建造完成。約一百多個站分布於全球各地（圖四，台灣大屯山鞍部即有一站）。這個由美國政府資助的國際科學合作計劃。實施二十四小時作業，晝夜不停地監視世界核爆活動。因為一九六○年以來，美、蘇冷戰最激烈時，為避免一觸即發的核子戰爭，雙方都設法促成簽定「地下核爆條約」。地震綱是唯一監督該條約的有效工具。這一百多個站在監視核爆上固有相當的收獲，同時對世界地震的分布，體波進行曲線及地球內部構造，也提供了前所未有的明確資料（見圖五，參閱本期「地震與地球的構造」一文）。由於長期地震儀所得來的表面波色散（spectral dispersion）資料，使人們對於全世界地殼及上部地函（mantle）的結構有了清楚的認識。我們現在知道在海洋中地殼薄於陸地地殼十公里。後者的平均厚度約為三十公里。在喜馬拉亞山及西藏高原下面的地殼可厚達六、七十公里。從震波速度可測知其成分也各有不同，在本期中蔡義本先生一文對這個問題有詳細的闡述。而WWSSN最大的貢獻是在地球科學上促成了一個劃時代的新理論──海床擴張論（Theory of Ocean Spreading）。本刊對此已有專文討論（見本刊第一卷第三期「大陸漂移與海洋地殼的擴張」一文）。
地球諧振及特長週期地震儀 每當地震發生時，其震波週期可短到幾百分之一秒（其實更短的震波也存在，只是由於地球本身並不是完全彈性（perfect elastic）介質，太短的波走了幾步就化散成熱能了），也可長到近一小時。設計一個能夠兼收長短波地震儀，仍是一個亟待解決的問題。WWSSN卻只能有效的測出週期0.1秒至數百秒間的震波。洛夫（Love）在一九一一年所著「Some Problems in Geodynamics」一書中，曾推斷地球在大地震後可能會像洪鐘被敲後一樣發生諧振（harmonicvibration）其基諧方式（fundamental mode）週期約在六十分鐘左右。為了得到實驗證明，本鳥夫乃於一九五○年間著手發展石英應變儀（quartz strainmeter），以測定以日計的地球波動的週期長。同時由於石油探勘的需要，精密的重力儀也誕生了。於一九六○年適逢其會發生了智利大地震，洛夫的推斷當即非常明晰地分別被三個研究小組所證實──其一為加州理工學院（用石英應變儀），其二為哥倫比亞大學（用長週期地震儀），其三為加大洛山磯分部（用精密重力儀）。他們不但測定了地球振動的最大自然週期（natural period）為54分鐘，同時測得幾十個較高諧振方式的自然週期。這是一九六○年科學界的大事。由於銅鐘與鐵鐘聲音不同，其自然週期不會一樣，使人立刻聯想到這些測定的地球自然週期，將是探求地球內部組成物質的好線索。我們在理論上已可尋求一個地球的模型（model），如果基於這個模型計算出的所有自然週期，能跟觀察到的自然週期吻合時，則該模型應與實際地球也就相去不遠了。
目前，從地震體波進行曲線，表面波之色散，再加上地球諧振時之自然週期資料，使我們對地球內部之物理性質有相當明確的了解。接下來的重要課題便是導出其化學成分及結晶構造。這一門應運而生的新科學叫做固態地球物理學（solid-state geophysics），主要研究在高溫高壓下岩石物質的物理及化學性質。自一九六六年以來，在這方面的研究非常活躍。待將來揭開地球內部物質之謎時，當有待於這方面研究之結果。
遙記地震綱（Telemetered Seismic Network）
因近年來，電子儀器之發展，地震站有漸漸變成無人站之趨勢。一方面是因為人口增加，而地震與人為嗓音（車輛、機器所產生的擾動）不能共存。因此地震站漸漸被排擠到深山野嶺去了。（誰情願拖家帶眷的去蘭嶼島當那撈什子的站務員呢？）另一方面也是由於無線電及有線電之調頻傳訊（FM signal transmission）已演變得更為經濟可靠，因此便將原該付給站務員的薪水用來買電子傳訊機器，一古腦兒把整個區域許多地震站的訊息直接傳到一個中心去，同時記錄在新式的記錄設備（如磁帶紀錄儀）上（見圖六）。這樣一來非但可以完全免除各地震站記時上的相對誤差地震學家即使坐在家裡便可瞭然「地球心臟」的動態。這種遙記式地震網已於一九七二年秋在台建立（見本期「台灣的地震及其研究」一文）。由於地震站遠離都市，其靈敏度，以台灣為例，增加了一千到一萬倍，所以能記錄從前所不能察覺的微小地震（microearthquakes）。因為大地震不會年年都有，微小地震卻會天天發生。於是對於活動斷層的勘測，地震的預測及控制方面，微小地震的資料反而來得重要。
地震之預測 美、日兩國近年來雖大力推進地震預測，但三、五年內似乎還不太容易做到。所謂預測，必須要能將地震發生時間、地點、大小都能預測出來，才有實用價值，譬如本省每天或大或小總會發生十幾次地震，如果我告訴各位讀者「明天會有地震」而不說明地點及大小，這預測固然是百分之百準確，卻也是如假包換的廢話。近年來事實上科學家已在大地震來臨之前注意到一些所謂的「前兆」，目前正致力於可以觀察與研判前兆的新儀器的設計。這些前兆包括：1.微小地震發生頻率激增。2.地下水位變化異常。3.地磁場變化。4.大區域性的地盤發生傾斜。5.地殼中P與S波速度異常。6.斷層緩移（creep）異常及7.大地變形等等。由於這些變化都非常小，如地磁場變化在一個月中只是幾加瑪（gamma），因此就必須有長期穩定度（long-term stability）的磁力儀。原子推動（atomic precession）磁力儀已不合要求，目前在發展超低溫磁力儀，利用裘士芬接頭（Josephine junction）原理，在液態氦的溫度中可達到高靈敏度及長期穩定度。此外如大區域性地盤傾斜，能測度的儀器至少須具有10-7的精確度（須能測出十公里內一公里的變化）。又如大地變形之研究，在儀器上的要求甚至達到10-8到10-9的精度，即使用雷射還需要修正其射經空間時溫度及密度的變化。發展這些新儀器固然耗用龐大的經費，但衡諸地震預測所得益，豈是區區的花費所可比擬。在地震現象中，只有由遠距離地震所引發的海嘯可以有效的預先測知。主要是因為海嘯之長波，在大洋中運行之速度（約稍大於噴射客機速度）遠較震波速度為慢之故。因此，自從在檀香山設立了太平洋海嘯警報系統後，人類受海嘯的損失已大為減少。
地震之控制 地震預測誠然是條難走的路，地震地帶因受大地地殼之推擠，其壓力又與日俱增﹐縱使預測成功，地震卻是無可避免的。因此就不如想個法子讓地球中的壓力疏通，這好像夫妻一樣，平常無妨鬧鬧小蹩扭，不要老把氣憋在心裡，否則便一發不可收拾了。疏通的方法之一，便是在地殼應力漸增及可能發生地震之處，用核子爆破來消除其應力。美國在內華達州做過實地實驗，地殼裡聚集的應力是可以因而減少。可是線使核子爆破的費用不必考慮，但在人口稍多的地方就不能隨便引發核子爆破。另一個比較可行的方法的發現，倒是相當的偶然。美國國防部在丹佛城附近進行秘密武器研究時，產生許多廢水，不敢到處亂排偷偷地打了深井，用高壓將廢水打到地底深處。這一來，歷史上從來沒有什麼地震的丹佛城，慢慢地便三天五天發生一次微小地震，而且導至一些震災。好奇的地震學家就把他們的儀器搬來圍著丹佛城觀測，結果美國國防部被觀測結果一舉「成擒」。十分尷尬且不去說，倒使科學家頓悟到利用液體來「潤滑」斷層面，使地殼應力稍有增加就會以發生小地震的方式發散掉。這個題目，許多美國地震學家都在研究。目前都對這個用打水入地震斷層帶以控制地震發生的方法，抱著樂觀的態度。但是除了需要大量的水之外，其他問題如打在斷層什麼部位，用多大的水壓力，如何控制以免觸發破壞性的大地震，有什麼其他的副作用等等，都是要一一解決的問題。
(1)．地震灾害研究
地震灾害对于人类社会来说,实在是太可怕了，人类对地震的研究始于对它的恐惧。人们研究地震灾害通过以下几个方面进行。
地震调查
直接对地震区域各种地震现象进行调查、分析、研究和评估。这是了解掌握地震发生全过程必不可少的重要环节，特别是震中及极震区的调查。调查是综合性的，目的有判断地震的性质、成因，为了防震、抗震或地震的预报。
地震区划
按一定标准划出各个地震活动带的活动情况和危险程度。地震区划方法各异、通常以地震的地理分布、次数和强度为依据、即以统计的方法划分地震带。还可以用地震地质的方法，也就是根据地震地质条件结合统计结果，进行地震的地区划分。也有根据地震能量和频度分布情况来划分的。
地震预防
专门研究地震对建筑物，人造结构的影响和破坏规律。为了寻求最科学最合理的抗震设计，在地震发生时不致于受到严重破坏，是地震作用条件下的结构动力学及结构材料力学问题。
地震预报
地震学研究的一个极为重要的目标就是尽可能准确的预报地震。为地震预报提供依据的方法和手段很多，有的是寻找与地震内在因素有关的现象和数据，如地形变、地应力、能量积累、断层移动、大地构造因素等等；有的是寻找与地震发生的外部因素有关的现象和数据，如气象条件、天文情况等等；有的则是依据地震前的许多前兆现象来预报。
地震控制
这还是地震学研究的一个相当遥远的目标。用各种方法，改变地震发生的地点，改变发震的时间，改变地震释放能量的过程，化大为小，化整为零，减少地震的破坏和损失。
地震物理
地震的发生过程基本上是一种物理过程。可以作为一种物理现象来研究，有以下几个方面：
a．地震波理论
研究地震波在地球表面和内部的传播过程，传播规律，能量的传递过程。
b．地震机制
研究地震的成因，震源附近地区应力和应变情况，地震发生的力学过程。
c．地震现象的固体物理学
由地震发生过程中得到的全球性的各种数据,推断地球内部物质的物理性质，如温度、压力、密度、刚性、弹性模量随深度大小的变化规律,以及在特殊条件下地球深处高温高压下固体介质的各种特性和变化规律。
d．地震信息
地球的地壳、大洋、地壳内的地幔、地核都能传递地震信息，研究地震信息在地球本身传递的规律,有助于研究地球内部及地壳的构造。
(2)．地震学的应用
利用地震学的基本原理探测地下资源，找油、找气、找矿物，这就是地震勘探。还可以利用地震资料研究地球内部的构造及地壳构造。地震也给出地质活动的信息，有助于地质学的研究。研究地震发生的地质条件，由地质条件及地质活动的情报对地震作出估计和准确的预报是地震地质的重要目标。地下核爆炸与地震产生的冲击模式是不一样的，用测震学的方法可以探测到核爆炸，尤其是地下核爆炸。地震学的方法还用来研究矿山的塌陷、地球的脉动等等。
[编辑本段]研究意义
在过去的500年里，700多万人死于地震，还有数百万人眼巴巴地看着自己的生活来源和地方经济被摧毁。灾难性地震对于日益增长的世界人口来说已成为头等重要的问题之一，驱动着科学家和工程师们去研究它。然而，地震已被证明它不仅是破坏之源，而且也是地质知识之源。对地震波的分析，为地质学家提供了详细的、常常是独一无二的有关地球的信息。研究地震的性质和探索地球的组成及动力学过程两者同时并进。
地震学，即对地震的科学研究，与化学、物理学或地质学相比较，它是一个年轻的学科；然而仅在100年里它在解释地震成因、地震波的性质、地震强度的显著变化以及整个地球的地震活动明显的分区特征等方面取得了显著进步。
地震学是探测地球内部的最有效的深部探测器。近年来，通过地震波可以探测出地球内部岩石密度和刚度变化小到10%的变化。这些新研究进展大多依靠层析成像方法，这一方法原来在医疗中常用，要采用大记忆、高速计算机去探求遥测图像。
20世纪的地震学研究和地震预测
从20世纪60年代中叶起，世界各国开始有计划地进行地震预报工作。经过30多年的努力，各国地震专家积累了大量的前兆震例资料，在地震的长、中期预测上取得了不少进展。也越来越认识到地震预测远比原先预料的困难得多，“发现了”原先没有发现的地震现象的复杂性。
20世纪60年代提出的地球板块构造说为研究地震成因提供了理论基础。地震学家解释说，板块的相互作用是地震的基本成因。当岩石层因构造运动变形时，能量以弹性应变能的形式贮存在岩石中，直至在某一点累积的形变超过了岩石所能承受的极限时就发生破裂，即产生地震断层。岩石破裂使贮存在岩石中的能量释放出来，其中的一部分引起大地震动。
根据板块构造理论，地震学家们又研究出全世界大多数地震分布在三个地震带上，其中全球80％的地震能量释放在环太平洋地震带内，15％在欧亚地震带内，5％在海岭地震带。
能否实现地震预测，一直是人类关心的焦点问题，是地球科学的宏伟研究目标。中国科学院院士、地球物理学家陈指出，目前主要有两种地震预测方法，一种是理论性方法：根据一定的理论模型，推导各种可能的前兆及不同前兆之间的关系，然后通过各种实践的检验来修改模型。但这种方法现在还很难对地震预报给出实用性指导。
另一种方法是经验性方法，通过搜集地震震例，从地震发生前出现的异常现象中提取地震发生的前兆信息并加以综合，总结出经验性规律推广应用于未来的地震。我国曾经成功地预报了1975年2月4日发生在辽宁海城的7．3级地震，被誉为地震科学史上的奇迹，用的就是这种经验性方法。
从70年代中期以来，地震观测系统中大量采用了数字记录方式，从而使地震学的发展出现了一个新的飞跃。由于数字记录地震仪具有记录频带宽、分辨率高、动态范围大以及易于与计算机联机处理等优点，对于地震监测、研究以及防震减灾具有重要意义，世界各国竞相发展数字地震观测系统。迄今，全世界已有大约440个数字地震台，我国现共有11个数字地震台网，在地震科学研究中发挥了重要作用。
运用已获取的高质量的数字地震资料，地震学家们现在已经可以对地壳、地幔和地核的三维结构进行层析成像，由此揭示地球内部的非均匀性和各向异性。这对于阐明山脉和高原的隆升、沉积盆地的沉降、成矿规律等都具有重要意义。
从宽频带、大动态范围和数字化地震观测资料，地震学家现在可以对地震破裂的时－空进程成像，由此发现地震破裂不但在空间上是非均匀的，而且在时间上也是错综变化的；同时也观测到，地震的起始阶段对于紧接着发生的地震有着强烈的影响，这对于地震预测具有重要意义。
但是，由于人类至今对地震的震源环境所知不多，对地震前兆异常的机制不十分清楚，尚未建立依据充分、令人信服的地震成因理论或模型，从而也就不能建立有效的监测方法。
中国科学院院士、地球物理学家陈运泰对此指出，对于地震的发生及其预测，地震学家可谓知之甚多、不知之处亦甚多。我国对1995年7月12日云南孟连中缅边境7．3级地震取得了长、中、短、临预报成功；但对1996年2月3日云南丽江7．0级地震在有明确的中、短期预报的情况下，却未能做出临震预报。在美国，1989年10月17日加州北部洛马普列塔6．9级地震、1992年6月28日兰德斯7．2级地震和1994年1月17日北岭6．9级地震都有不在地震学家“安排好”的主断层上。在日本，等候多年的“东海大地震”到现在还没有发生，而1995年1月17日在日本地震学家并未予以关注的兵库县南部却发生了7．2级地震。这些情况可以说是当前地震预测水平的真实写照。
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