地震预报被称为地震学中的“圣杯”，也是地震学研究的终极目的之一。
真正意义上的现代地震学诞生于1906年美国旧金山大地震之后，到了1930年代有了相当的发展，如里克特提出量度地震大小的里氏震级。这个时候的地震预报，基本还是民间术士的职能，多援引神学或传说中的大灾难，来预言毁灭性的地震，本世纪的好莱坞电影《2012》还带有它的影子。但到了1960年代，相继发生了智利9.5级、阿拉斯加9.2级大地震以及河北邢台大地震，对社会各界造成了极大的震撼。而且，这个时候地震学已经发展了多年，积累了相当多的资料，加上盲目的信心膨胀，进而认为可以向地震预报这个“堡垒”进攻了。于是，美国、日本等国相继制定了各自的地震预报计划，中国如火如荼地展开了地震预报的“人民战争”，此后苏联、欧洲各国也先后参与进来。但十多年以后，大家发现地震预测基本没获得什么成果，只有中国误打误撞预报了一个海城地震，而且仅一年后，唐山大地震又将这一神话击得粉碎。到了上世纪七八十年代之交，毫无进展的地震预报事业就陷入了僵局。这个时候，一个位于美国加州南部的小镇，帕克菲尔德，吸引了地震学家的目光。
帕克菲尔德位于美国加利福尼亚州南部，著名的圣·安德烈斯断层从此经过。这条断层是太平洋板块和北美板块的分界，太平洋板块相对于北美板块向北滑移，每年可达35毫米，是地球上地震活动最活跃的地区之一。
帕克菲尔德的位置。图中红线为圣·安德列斯断层，太平洋板块和北美板块的分界。两板块间相互滑动的方向如图中单箭头所示。
到了1970年代末，地震学家注意到一个非常有意思的现象。从1857年以来，这里每隔22年就会发生一次6级左右的地震。到1980年，这里已经发生过6次地震，最后一次是1966年。那么，下一次会在哪一年？1988年？
帕克菲尔德的地震序列。自1852年以来，这里每隔大约22年就发生一场6级左右的地震。只有1922年地震以后，仅12年后的1934年就再次发生地震。但下一次地震是在1966年，平均周期还是22年。
图片来自参考资料3
预测地震
当然，不能仅凭一个相似的周期就做出判断。在预测这次地震之前，地震学家做了大量的研究，尤其是比较了最后三次地震的相似性。
比如，这几次地震的震中基本在同一个位置，断层破裂范围也一样，震级一致（6级左右），造成的地面震动的时间大约为10秒。不仅如此，1966和1932、1922地震的地震波记录也是惊人的类似。
1922、1934、1966地震波形记录。黑色线是1922年地震记录，红色线分别是1934、1966地震波记录。
图片来自USGS
除了地震周期外，还有一个更令人振奋的现象，1966年地震和1934年地震之前，还发生了前震，而且前震和主震时间间隔几乎一样，分别是17分17秒和17分25秒。，前震的地震波记录也是如此类似，震源几乎相同，震级都是5.1级！那么，下次地震还会有前震吗？前震是可以被分辨出来的吗？
地震之后，1934和1966地震的余震发生范围也几乎相同。根据震后调查，1901、1922、1934、1966地震造成了许多位置重复的地裂缝。
惊人的相似！
这些，促使地震学家最终在1985年做出预测，并由美国地质调查局（USGS）向政府及公众发出如下通告：即日起（1985年4月5日）至1993年之间，在帕克菲尔德地区，有超过90%的可能性，发生一次5.5~6级的地震！
科学家信心满满地做出了这样预测。
枕戈待旦
这个预测发出以后，在美国社会引起了强烈的反响，媒体连篇累牍地进行报道，公众参与热情高涨。USGS联合当地政府制定了地震预警计划，分为A、B、C、D四个等级，当达到最高危险等级的A级时，USGS就会通知政府，由政府向民众发布地震预警。此外，当地政府还印发了一本名为《帕克菲尔德地震预测》的小册子，内容包括了地震危害、预报及短期预报、如何应对地震等内容。媒体和政府的努力非常有效，后来了一项调查表明，这一地区几乎所有的人都知道这次地震预测，这也增加了当地人防御地震灾害的意识。
当然，科学家更没有闲着。USGS与多家大学及科研机构合作，在帕克菲尔德布设了大量的仪器，包括地震仪、强震仪、地磁仪、大地测量台网，还有测量大地变形、地下水水位、大地电导率、地下气体（如氡气）、地震沙土液化等的仪器，有些被放置在了地下几百米的钻孔中，安置了几台摄影仪，打算拍摄地震来时地面的反应。这些设备可以用来捕捉地震前兆、记录地震破裂过程以及定量测量地震带来的破坏，为工程抗震设计提供参考。这些数据都会通过无线发射器实时传输到USGS。
总之，帕克菲尔德拥有当时世界上最密集的地震监测网络，其影响也已超出了学术圈，从预报发出那一刻起，就有无数人开始翘首企盼这次地震的到来。
爽约的地震
时间就这样静静地流淌着，1985年过去了，这股热潮慢慢地消退，剩下地震学家进入了漫长的等待。
1990年过去了，地震没来。
1991年，没来。
1992年，没来。
1993年，时间窗口只剩最后一年了。但是，地震还是没有来。
不过，从1992年10月到1993年11月，帕克菲尔德倒是发生了三次4.3级左右的地震，其中有一次，和1966年地震前三天发生的一次前震比较类似，但和前几次的“17分钟”前震差别较大。而到了1994年，这里又发生了一次4.7级的地震。但是，等了十年的 6级主震一直没有来。
怎么办？最终，经过评估，地震学家认为帕克菲尔德在未来一段时间内，仍有相当大的可能性发生一次6级地震，这个项目仍需要进行下去，不过由于经费有限，不得不去掉一些仪器，有些功能做了改变或升级。
到了这个时候，质疑地震预报的人越来越多。而1995年，毫无征兆的日本7.3级阪神大地震更是让这种质疑的声音空前高涨。这次地震就发生在城市下面，造成6000多人死亡。它来得悄无声息，使得日本高涨的地震预报研究戛然而止。
帕克菲尔德地震预报的失败和日本阪神地震的不约而至，严重挫伤了地震学家的信心，一时间，地震不能预报的观点似乎占了上风。这一派的观点以1997年《自然》杂志上的一篇文章为代表，认为地震是一种自组织临界现象，具有随机性，不能实时预报。当然，这种看法遭到了很多人的反对，并引发了1999年《自然》杂志组织一次地震预报大辩论，历时7周，来自7个国家的15位科学家参与，其中包括中国地震局吴忠良研究员。这次争论虽然两派观点相左，但有这样一个共识：我们到现在还不知道地震到底是什么，地震的过程是怎么样的，地震研究还有一段非常长的路要走。这次辩论直接影响了日后各国应对地震的策略，短期预报不再被重视，长期的地震危险性评价成为了主流。
姗姗来迟
就这样，进入了新千年，帕克菲尔德也没有什么的变化，直到2004年9月28日。过去的几天，这里非常平静，连一个0级地震都没有，地震前24小时，也没有记录到任何可识别的前兆信息。下午5点28分，地震就这样无声无息地来了，6级。
这次地震的表现和前几次十分类似，一致的震级，一致的破裂范围，一致的地震波记录，造成的地震震动也持续了大约10秒。
1922、1934、1966、2004地震的地震波记录比较。红色虚线是2004地震波记录，a、b、c中黑色线分别是1922、1934、1966地震的地震波记录。
图片来自参考资料4
但为什么它来迟了呢？
目前，还没能确定原因。但大都认为，可能是1983年发生在帕克菲尔德东北25公里的地方一次6.5级的地震造成了这次地震的“爽约”。地震是断层上应力积累到一定程度，两侧突然发生错动的产物，错动变形在断层处最大，远离断层处变小，这会造成受影响的地方应力发生变化，有的地方增加，有的地方降低，这叫应力传递。应力降低的地方就会造成地震的延迟。恰好，帕克菲尔德地区位于1983年地震造成的应力降低区，所以地震到来的时间比预期晚了11年。
1983年地震（图中CO处）造成的影响。橘黄色区为应力增大的区域，紫色区为应力降低的区域。帕克菲尔德恰好位于应力降低区。
图片来自参考资料6
帕克菲尔德地震预测失败了，但在2004年的地震中，大量的仪器仍获得了丰富的数据，地震学家从中窥探到了许多地震的秘密。这次实验，也充分展示了地震的复杂性，中间的那次大讨论直接影响了各国应对地震的策略，重点转移到了基础研究和地震减灾上来，现阶段人类仍不具备地震短期预报的能力成为了共识。
参考资料：
- The Parkfield, California, Earthquake Experiment
- Bakun WH, McEvilly TV(1979). Earthquakes near Parkfield, California: Comparing the 1934 and 1966 sequences. Science, 205(4413), 1375-1377.
- Bakun WH, Lindh AG(1985). The Parkfield, California, earthquake prediction experiment. Science, 229(4714), 619-624.
- Bakun WH, Aagaard B, Dost B, Ellsworth WL, Hardebeck JL, Harris RA, ... & Waldhauser F(2005). Implications for prediction and hazard assessment from the 2004 Parkfield earthquake. Nature, 437(7061), 969-974.
- Roeloffs E(2000). The Parkfield, California earthquake experiment: An update in 2000. Current Science(Bangalore), 79(9), 1226-1236.
- Toda S, Stein RS(2002). Response of the San Andreas fault to the 1983 Coalinga‐Nuñez earthquakes: An application of interaction‐based probabilities for Parkfield. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 107(B6), ESE-6.
- Geller RJ, Jackson DD, Kagan YY, Mulargia F(1997). Earthquakes Cannot Be Predicted. Science, 275, 1616.
- Is the reliable prediction of individual earthquakes a realistic scientific goal?