穿越了44年後發生的餘震？

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」。

來源：香港蘋果日報 https://hk.appledaily.com/china/20200712/LEPUFKA5OSULJAVCIGL5OBFATI/

穿越了千個萬個，時間線裡…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」哦，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，也常有近十年或超過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(2020.6.24)，仍有規模6左右的餘震。

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臺灣為例，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。

橫向是隨時間的變化(概念圖)

講到臺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啊！

咦那你問我唐山大地震的地震序列錯動型式呢？歐，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：
Butler, R., Stewart, G. S., & Kanamori, H. (1979). The July 27, 1976 Tangshan, China earthquake—A complex sequence of intraplate events. Bulletin of the Seismological Society of America, 69(1), 207-220.
Liu, M., Luo, G., Wang, H., & Stein, S. (2014). Long aftershock sequences in North China and Central US: implications for hazard assessment in mid-continents. Earthquake Science, 27(1), 27-35.
唐山大地震的前因後果/蔡義本，科學月刊，1976 年第 7 卷第 9 期
為什麼一下是主震，一下又變前震了呢？