我們都知道地球外圍包着大氣層，這個大氣泡裏有氧氣和其他氣體（就是讓我們可以呼吸的物質）。岩石圈則是地球的固體外層，包括地殼和上地幔（就是讓我們走動的東西）。電離層是大氣層的上層，在對流層和平流層上面，和中氣層及增溫層重疊。不過接下來這些，可能是你到現在爲止，從來沒有聽說過的事情。不過實際上這件事，在你的日常生活中卻很重要。

　　電離層有非常多的原子能量，因此他們的電子足以隔離太陽輻射。電子像自由的粒子，而帶正電的原子則成爲離子。電離層在接下來要討論的地震預測方法，扮演非常重要的角色。因爲它可以讓無線電通信的電磁波反射回地球。電離層的收縮或膨脹，取決於它從太陽獲取的輻射量。因此在一個固定的區域中，白天的電離層總是比夜間大。

　　地球大氣層。圖片來源：NASA

　　這些與地震有關是因爲…

　　在地震時，地層板塊強力運動會釋放出更多的氣體，尤其是無色無味的氡(Radon)。氡會觸發電離層的原子離子化，產生的離子會吸引水分子。而這種大規模的冷凝過程中所釋放的熱量，可以被科學家用紅外線輻射的形式檢測出來。

　　在尼泊爾2015年4月的大地震發生之後，他們根據岩石圈、大氣層和電離層之間的所紀錄的數據進行分析。科學家們發現，在地震發生的前三天，在震央上方的電離層測到紅外線輻射的峯值，而且在地震發生的前三天，在震央處也測到類似的峯值。在2011年日本東北大地震發生前，上空電離層也有上升。此外2010年海地大地震發生之前，也同樣測到無線電波反射的一個峯值。

　　提出證明

　　利用對岩石圈、大氣層和電離層的統整數據做地震預報，還是一個剛起步的學科。爲了能夠靠這種方法或把真的把它當成一種警報系統，進一步的數據整合是有必要的。電離層輻射值出現高峯之後，就一定會有地震發生嗎？爲什麼有時輻射峯值高峯，出現在地震的前三天，而有時出現在前五六天呢？科學家們需要觀察數百起地震的數據，希望可以在近期內開發出可靠的模組。

　　輸入人工智能

　　透過機器自行學習的能力，我們可以快速的建立起一個可靠的地震預報模組。這需要收集到足夠的地震和電離層活動歷史數據，以產生圖型。在將圖型套用到實際的數據上。問題是數據量龐大需要時間進行分析，而現實中卻無法用這種模式來預測，因爲數據都還沒分析出來，地震早就過了。當然如果單靠人力來分析的話，確實需要2周的時間。不過透過像IBM的沃森超級電腦來篩選分析數據的話就只要十分鐘。

　　GeoCosmo和Terra Seismic這兩家公司正致力於研究地震預測算法，他們把地下水位和地面導電率的變化，與岩石圈跟大氣電離層，做相關指標數據的整合。GeoCosmo已經在北美和南美，二十個不同地震發生的前七天，進行準確的預測。該公司整合了手機應用程序到系統中，並稱爲手機傳感器項目。應用程序可以傳送用戶手機的磁場數據，讓手機來收集它們所在的位置的磁場變化。他們的目標是利用十一億手機的磁力，在世界上找出地震最活躍的地區。

　　對未來的希望

　　當東北大地震發生前一分鐘，東京居民透過日本的地震預警系統得到警告。高速列車和工廠組裝線停止，建築物的人被疏散。不過，據日本警察廳的報告，死亡人數仍高達15,891人。

　　如果日本人有三天或一週的時間準備，而不是隻有一分鐘，怎麼可能是這個數字？當然，在這種情況下，很大一部分的死亡人數是由海嘯造成，就算能預測地震的發生，我們也無法預測其所產生的災害有多大。但肯定能挽救更多的生命，如果人工智能可以更完善。以人們自己的能力準確預測地震的話，就可避免像福島那樣的災難了。

　　GeoCosmo的董事長兼首席科學家Friedemann Freund表示：「芮氏9.0地震釋放的總能量，相當於兩百萬顆廣島原子彈同時爆炸的能量。我覺得從物理角度上來看比較難以理解，地殼板塊擠壓的瞬間釋放出這麼大的能量，在這過程之前難到都沒有一些資訊可供判斷。」