1976年「唐山大地震」到2020年還有餘震?這其實一點都不讓人意外

1976年「唐山大地震」到2020年還有餘震?這其實一點都不讓人意外
Photo Credit: Reuters/達志影像

我們想讓你知道的是

如果我們google一下新聞,其實在2012年時,唐山也發生過規模4.8的地震,也被稱作是1976的餘震。這也代表至少就中國官方的科學團隊的認定下,至今仍有唐山大地震的餘震,一點都不意外。但到底哪裡不意外呢?

文:潘昌志(震識:那些你想知道的震事副總編輯)

2020年的7月12日,中國唐山發生了一起規模5.1的地震,雖然就常識而言地震規模不算大,但因為中國華北的地盤堅硬,有些地方還是數十億年就存在的陸塊,因此地震波的衰減少、因而特別「有感覺」。

不過對於非地震影響區的人們,更覺訝異的不是地震本身的搖晃,而是官方公布「這個地震是1976年唐山大地震的餘震」。

穿越了44年後發生的餘震,怎麼可能?

但如果我們google一下新聞,其實在2012年時,唐山也發生過規模4.8的地震,也被稱作是1976的餘震。這也代表至少就中國官方的科學團隊的認定下,至今仍有唐山大地震的餘震,一點都不意外。但到底哪裡不意外呢?

我們先從地震發生個數的統計來看,有沒有符合「大森法則」。可以發現,餘震個數衰減公式中,並沒有限定「衰減的情況」。唐山地震的例子,正好可以告訴我們餘震的個數隨時間變化,會有「因地而異」的現象。

根據Liu等人(2014)的研究,以唐山大地震與美國中部(密蘇里州)的新馬德里地震帶(1811~1812地震)為例,提出了在板塊內部的地震序列持續時間非常長(可能達百年以上)。

而目前看到1976年大地震後唐山發生地震的次數與規模的衰減狀況,大致也遵循大森法則,只是衰減得非常之緩慢,光從地震數量的統計與地震規模來看,如果40年後還有規模5的地震,也不算意外。

而類似的道理,在許多超大型的地震(規模9以上)上,也常有近10年或超過10年以上仍會出現的大型餘震。如2011年東日本大地震後的9年(2020年6月24日),仍有規模6左右的餘震。

唐山大地震
圖片來源:作者提供(改繪自Liu等人(2014))
唐山大地震(紅色星星)後的餘震狀況,改繪自Liu等人(2014)

所以一般來說,要檢視一個地震是否是先前大地震的餘震時,考量的第一件事就是「背景地震」。所謂背景地震,就是跟任何地震序列都沒有相對關係的地震,排除掉是某個大地震的前震、餘震等可能性的地震,那就是背景地震。

1976年的唐山大地震,是沒有前震徵兆的地震(也是不太可能會有臨震前兆可供預測的地震類型),所以在那之前的地震,可以算是背景地震。只是,在那之前的地震數量也非常少、非常小,也因此至今為止雖然超過了40年,發生規模4~5左右的地震與其序列,仍會被視為唐山大地震後的餘震。

背景地震少和多是什麼概念呢,我們就直接舉板塊邊界之上的台灣為例。即使現在沒有明顯的大地震,每個月都會有上千個地震發生,但是在穩定板塊內部的地區,背景地震經常不到1%,甚至更少。所以以目前唐山的狀況,至少這些地震不像是背景地震,而且看起來會是下一個大地震的前震的可能性,也不如它是前一個大地震的餘震的可能性高。或許這也是官方說明會將2020的地震,也列為是1976餘震的關係。

講到台灣或其他地方的板塊邊界處背景地震頻繁,就不禁會讓人想到:對啊那在背景地震已經很多的地方,要怎麼定義是不是某個大地震的餘震啊?

這就是另一種對於餘震的考量:地震的發生位置與破裂發生的方式,是否和前面的大地震,或是相關的地體構造有關係或是類似?譬如原來主震是近地表10公里,以逆斷層形式錯動的大地震,但某個在那之後的小地震,經過地震波分析得到的結果是深達30公里、正斷層型式錯動的小地震,且當地的淺層與深層的地質構造,沒有適當有關聯的模型,即使震央與時間相近,還是會把它排除在主要大地震的序列之外。因為從目前的檢測方式,無法找到它們是同一家人的理由。

那你問我,唐山大地震的地震序列錯動型式呢?喔那可就難了。因為當地的地質構造相當複雜,有許多攪亂在一起的斷層系統,但大家平常又靜靜不動,直到大地震發生時,才趴啦一次有正斷層、平移斷層、逆斷層的各種型態相繼出現(Butler等人,1979),導致根本也只能把它們都列為一家人。

而後續對此類的分析,仍還有待更好的觀測與理論。因此這種在板塊內部相對地震不頻繁地區的大地震潛勢,可以說是非常大的挑戰(少有地震紀錄、用歷史地震研究不確定性高、地質構造的模擬與驗證也難,挑戰自然也就極大)。

為此不禁要說,地震多的地方令人煩惱;但地震少的地方,也一樣令人煩惱啊!

參考資料

本文經震識:那些你想知道的震事授權刊登,原文刊載於此

責任編輯:朱家儀
核稿編輯:翁世航