地震和余震的成因是什么？

作者：蔡晉安（中國(guó)地震局地震預(yù)測(cè)研究所）

審稿專家：任燁（上海市地震局高級(jí)工程師）

2022年7月15日四川汶川再次發(fā)生3級(jí)左右地震，有網(wǎng)友聽說(shuō)這是汶川地震的余震就質(zhì)疑說(shuō)：時(shí)隔十幾年了汶川為何還有余震?一次地震和它的余震又是怎么發(fā)生的？今天咱們就聊聊地震成因和余震的一些事。

先說(shuō)說(shuō)地震成因，大家都聽說(shuō)過(guò)地震或親身經(jīng)歷過(guò)地震，地震的爆發(fā)往往引發(fā)房倒屋塌，瞬間奪去成千上萬(wàn)人的生命，這讓人們“談?wù)鹕儭?。古人很早就意識(shí)到地震是地底下怪物引起的，日本古人認(rèn)為是鯰魚翻身，中國(guó)古人認(rèn)為是地牛轉(zhuǎn)肩等等。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我們現(xiàn)今已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，多數(shù)的地震是由于地下巖石受力后破裂引起的。打個(gè)比方，拿個(gè)小薄木片當(dāng)做巖層，，用手將其彎曲到一定程度，這個(gè)薄片就裂開了，這就相當(dāng)于巖層破裂，引發(fā)了地震。當(dāng)然，除了巖石破裂引發(fā)地震，稱之為構(gòu)造地震，還有其它原因造成地震，例如由于火山活動(dòng)造成的火山地震；因巖層塌陷引起的塌陷地震；由人為因素（例如核爆破、注水等等）引起的人工地震。不過(guò)，這些事件的數(shù)量較少。板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)提出來(lái)后，構(gòu)造地震又分為板間地震和板內(nèi)地震。

既然地震是由巖石受力破裂引起的，那去觀測(cè)巖石變化不就能夠預(yù)報(bào)地震了嗎？實(shí)際上，上天不容易，入地更困難。目前，人類通過(guò)鉆井最多到達(dá)地下10千米處，不到地球半徑的1/600。人們還無(wú)法深入地底下直接觀測(cè)巖石的受力破裂情況，因此科學(xué)家們只能絞盡腦汁在近地表去觀測(cè)巖石的變形，甚至通過(guò)觀測(cè)地下電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)和流體的變化，試圖發(fā)現(xiàn)地震前巖石層的變化信息，以期能夠捕捉到地震，不過(guò)目前仍然處于探索之中。

再說(shuō)說(shuō)余震，顧名思義“余震”就是余下的地震。簡(jiǎn)單地說(shuō)，在一個(gè)大的地震也就是主震發(fā)生之后，在主震所在區(qū)域及其周邊發(fā)生的比主震震級(jí)小的地震，就是余震。

余震從什么時(shí)間開始，又能持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間？觀測(cè)表明，余震在主震發(fā)生的同時(shí)就已經(jīng)開始。主震一發(fā)生，余震也就開始了，而且余震出現(xiàn)的次數(shù)隨著時(shí)間呈現(xiàn)指數(shù)式衰減，這就是余震大森定律。也就是說(shuō)，余震的次數(shù)會(huì)迅速衰減下去。但問(wèn)題是，余震衰減會(huì)持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間？

研究表明，一個(gè)主震的發(fā)生，主震所在區(qū)域巖層的原有平衡狀態(tài)被打破，要建立新的平衡，需要經(jīng)歷一段時(shí)間的余震活動(dòng)來(lái)進(jìn)行調(diào)整，余震活動(dòng)的持續(xù)時(shí)間與主震所在區(qū)域的巖石形變速率有關(guān)。更形象地說(shuō)，主震發(fā)生后，巖石破裂有一段“愈合”的時(shí)間，余震的衰減過(guò)程就是這一“愈合”過(guò)程的表現(xiàn)，余震到底能持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間，取決于主震發(fā)生區(qū)域的巖石破裂愈合的快慢。巖石破裂愈合的越慢，余震持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)。比如，唐山地區(qū)就屬于巖石破裂愈合較慢的地區(qū)，現(xiàn)今唐山大地震已經(jīng)過(guò)去四十多年，余震還在持續(xù)之中。這樣看來(lái)，汶川大地震才時(shí)隔十幾年，現(xiàn)在還在發(fā)生余震就不足為怪了。

余震還是人類認(rèn)識(shí)地震特性的好幫手。地震災(zāi)害影響范圍有多大，只要看看余震的分布范圍有多大，就可以大概估算出地震災(zāi)害主要影響范圍，這為震后救援部署提供了一個(gè)重要的信息。由于余震與主震位置很接近，余震和主震激發(fā)的地震波走了大致相同的傳播路徑，余震的信息可以幫助科學(xué)家來(lái)揭示地震震源的奧秘。

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