余震 (aftershock)是地震序列中,主震之后的所有地震的统称。[1]在主震发生后,地下应力变得不稳定,能量充分释放具有一个持续和衰减的过程,在震源区及其附近会发生震级较主震相对低的地震来解决能量释放的问题。[2][3]
主震后一般都有余震发生,余震有强有弱,持续时间也不相同,小的余震可能只是引起地面轻微震动,强余震可能引发受损建筑物进一步破坏倒塌,余震的活动周期可能达到几十年甚至上百年。[4][5]前震、主震、余震是一个相对的概念定义,在一定程度上可以相互转化。[6]
余震会随着时间的推移发生次数和强弱逐步衰减,主要与主震大小有关,主震越大,余震的活动越强、次数越多。2008年5月12发生于中国的汶川地震,震后共发生余震28000余次,其中5级以上的余震数十次,形成了一条长约300公里、平均宽度约30公里的致密地震活动带。[7][8]
定义
余震 (aftershock)是地震序列中主震之后的地震,[1]余震的震级通常少于主震,发生在主震破裂面或其附近,由主震引起的断层带应力和摩擦特性的变化引起,对于板块边界的地震,余震的持续时间通常为几年,位于稳定的大陆内部的地震,余震序列的持续时间可能达到几十年甚至上百年。[9]
余震分类
余震概念出自地震序列中对主震之后地震的称呼,地震序列(earthquake sequence)是指某一时间段内连续发生在同一震源体内的一组按次序排列的地震;主震(mainshock)是地震序列中最大的地震。主震并不具有唯一性,如果地震序列中有两个最大地震,称为双主震;前震(foreshock)是指地震序列中,主震前的所有地震。某个地震属于前震、主震还是余震往往是地震事件结束后对比得出的(即一个地震序列),在地震事件发生的时间段内,随着时间的变化,很有可能发生地震过后发生更大地震,前期的地震成为前震的变化。[1][10]
地震序列分类(余震类型划分)
地震序列按照不同的标准可以分为不同的类型,其常见的模式主要有“主震-余震型”“前震-主震-余震型”“群震型”三种,中国地震局1996年编印的《地震现场工作大纲和工作指南》将地震序列划分为“主震-余震型”“前震-主震-余震型”“群震型”“孤立型”“双震型”五种。[11][12][13][14]
主震-余震型(前震-主震-余震型)
“主震-余震型”是第一次发生的地震是震级最大的地震,随后在震中发生的为较小的地震。在地震活动模式“主震-余震模式”之前发生比主震小的地震活动为“前震-主震-余震型”。“主震-余震型”和“前震-主震-余震型”统称为主震型地震,其特点是主震的震级高,最大地震与次大地震的震级之差大于等于0.6,小于等于2.4;主震释放的能量占全部地震序列释放能量的90%以上。[3][12][15]
群震型
“群震型”是地震数量大于等于3,地震之间震级之差小于0.6的地震序列。其特点是没有突出的主震,通过多次震级相近的地震释放能量。 [3][12][15]1960年智利大地震是群震型地震的典型代表,在1960年5月21日发生过9.5级地震之后的一个月内,智利境内连续发生了数百次地震,其中超过8级的3次,超过7级的10次;2023年2月6日的土耳其发生7.8级地震之后当天下午1点24分又发生7.5级震级,并诱发6.7级强余震形成典型的震群型地震。[16]
孤立型
“孤立型”是主震震级和最大余震相差2.4级以上的地震序列。其特点是有突出的主震,余震次数少、强度低;主震所释放的能量占全序列的99.9%以上,1983年11月7日中国山东省菏泽市5.9级地震是孤立型地震的典型代表,其余震为3级左右。[15][17]
双震型
双震型是短时间内发生两次地震,最大地震与次大地震的震级之差小于0.6的地震序列。2023年2月6日的土耳其地震一天内双发7.8级与7.6级地震是典型的双震型地震。[12]
余震成因
地震发生后,岩石破裂时会释放能量到附近的岩石上,改变附近岩石的应力水平,在一定时间的积累下,附近岩石最终无法承受压力而破裂,新岩石的破裂会释放出新一轮能量并在岩石中形成新的断层,新断层形成的地震便是余震。[5][18]

余震特点
余震随时间推移强度、次数逐步衰减。 主震之后的余震数量较多,随着时间的推移发生频率逐渐降低。一般情况下根据主震后第一天发生的余震次数,每天余震次数的减少与经过的天数成反比。即第2天是第1天的二分之一,第10天是第1天的十分之一左右。主震的震级越大,余震消退的时间一般越长。余震的强弱与主震大小有关,主震越大,余震的活动越强、次数越多,2003年日本十胜冲发生8.0级地震后的1小时便发生了7.1级的余震。大余震少,小余震多。当余震震级增加1级时,发生的余震次数约为原震级余震次数的十分之一;如果震级降低一级,则发生次数增加约 10 倍。大余震往往发生在“余震区”的边缘和周围。[2][3][7][19]
余震定律
| 定律名称 | 定律内涵 | 命名人 | 命名时间 | 参考资料 |
|---|---|---|---|---|
| 大森定律 | 大地震的余震频数随时间作负幂律衰减 | 大森房吉 | 1894年 | [20][21] |
| 巴斯定律(Båth's law) | 主震与其最大余震之间的震级差异近似恒定(约为1.1~1.2倍,矩阵级),与主震震级无关 | 戴维·维尔-琼斯 (David Vere-Jones) | 1969年 | [22][23][24] |
| 古腾堡-里克特定律(Gutenberg-Richter law) | 在某一区域内,主震震级和余震发生次数之间的关系为N=10a-bM,其中N为事件数,大于等于M,a、b为常数,小余震多,大余震少 | 宾诺·古登堡(Beno Gutenberg)、查尔斯·弗朗西斯·里希特(Charles Francis Richter) | 1956 | [25] |
余震破坏程度占比
在一次地震序列中,造成主要损害的一般为主震,许多地震表明,在主震中受损的结构在随后的余震中更容易发生严重的破坏和倒塌。主震发生后会增加结构的破坏,包括建筑物、构筑物、山体结构、水文结构等,当主震造成的易损性从30%增加到60%是,余震对结构易损程度的影响更为明显,其损害度影响最大可超过15%。[26][27][28]
次生灾害
余震的累积破坏物体在余震期间二次受损从而形成如建筑物倒塌、高空物体坠落、桥梁损毁、山体滑坡、崩塌、泥石流等次生灾难。[26][27][28]
社会生产
余震可能造成电、水、气管道受损供应中断,道路损毁等社会基础设施供应,导致生产设施受到破坏引发经济发展的负面影响。[26][27][28]
生理健康
余震还会引发遇险者的惊恐和焦虑,增加创伤后应激障碍。[26][27][28]
余震预警系统
地震余震预警系统在地震减灾中已得到应用,早在20世纪60年代,日本铁路系统研发了 UrEDAS系统,该系统被应用在火车列车上,利用地震台的观测资料判断地震的基本要素,如果检测到强震发生该系统会通知列车采取制动措施避免脱轨。1989年美国加州的Loma Prieta地震发生后Bakun等人提出了地震余震的预警系统,该系统由震中区地面运动传感器、中央接收器、无线电中继器和无线电接收器共四部分组成,通过主震区较为密集的地震台网监测余震,一旦有强余震发生立即发送预警,可有有20多秒的时间疏散,该系统在随后时间里的测试表明余震预测的可行性,美国地质勘探局已经完成了可以部署在任何地方的便携式余震预警系统。[29][30][31]
近年来随着科学技术的进步,各地区都建立了地震的余震预警系统,在充分利用震后早期阶段余震信息上,利用包括Omi模型、Ogata模型、Helmstetter模型等模型对余震进行综合预测,国际上展开在实施的“可操作的地震预测(OEF) 研究”计划,在余震预警方面已取得有效地进展。[32]
余震防范要点
在主震发生后的一周内要警惕与主震同等级的地震发生。强余震往往发生在主震发生后的前两三天内。留意该地区附近是否存在活动断层,或者连续发生过类似规模的地震。余震可能更容易引起落石、山体滑坡、房屋倒塌的事件发生,需要密切关注后续的地震活动和降雨情况。地震会降低建筑物和地面的强度,应远离倾斜的房屋、围墙或陡崖。检查家具和电器是否倾斜,高出物体是否掉落,固定家具,防止余震伤害。远离海岸或河口,注意海啸预警,提前去宽阔避难场所。[3][4]
余震历史事件
2023年2月6日的土耳其发生7.8级地震,当天下午1点24分又发生7.5级震级形成双主震,在地震后发生后的24小时内记录了570多次余震,在主震发生后的两天内,至少又发生了 14 次 5.4 级及以上的地震,在之后的三周内记录了 10,000 多次余震,余震对已经受损的建筑物构成强大的威胁,并进一步危及被困的人和正在营救受害者的人,救援人员不得不停止救援工作来躲避地震或是先处理在余震中造成的损坏,大大增加救援难度。[33]


2010年1月12日海地发生7.0级地震,紧接着发生 5.9 级和 5.5 级的两次余震,在随后几天发生了更多余震,其中5.0级以上地震10次,地震造成超过20万人遇难,大部分基础设施被毁。[34][35]
2008年5月12日中国汶川发生8.0级地震,在主震后时间里发生余震49250次,其中4.0~4.9级250次,5.0~5.9级35次,6.0级以上8次,最大为2008年5月25日16时21分四川青川县6.4级余震。[36]
参考资料 36
- 参考 1
- 震后余震活动特点及防范措施 — 中国地震局
- 大地震后的地震活动(余震等) — 日本气象厅
- 关于防范余震的有关知识 — 中国地震局
- 一次大地震的余震 可以持续多久? — 中国地震局
- Foreshocks, aftershocks - what's the difference? — USGS
- 余震 — 日本气象厅
- Strong aftershocks in the northern segment of the Wenchuan earthquake rupture zone and their seismotectonic implications — Springer Link
- Earthquake, Aftershocks — Springer Link
- 地震知识百问百答 — 湖北省地震局
- “余震”这个词消失了!?真正的原因是什么? — 地震的窗口
- 地震序列及其分类 — 福建省地震局
- 参考 13
- https://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ChlQZXJpb2RpY2FsQ0hJTmV3UzIwMjMwNDI2Eg16Z2R6MjAwMDAyMDExGgg4amc3cXU0Mg%3D%3D
- 什么叫地震序列? — 福州市防震减灾中心
- 破坏力巨大 土耳其连续强震属“震群型地震” — 中国新闻网
- 什么是孤立型地震? — 云南省地震局
- What Is an Aftershock? — Britannica
- 参考 19
- 大森房吉 — 中国大百科全书第三版(网络版)
- https://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ChlQZXJpb2RpY2FsQ0hJTmV3UzIwMjMwNDI2Eg9kaXpoZW4yMDE2MDQwMDUaCGt4MzM3bDR5
- Correlations and Bath’s law — ScienceDirect
- Correlations and Bath's law — ADS
- B?th's law derived from the Gutenberg-Richter law and from aftershock properties — AGU
- Chapter 14 - Gutenberg-Richter’s Law — ScienceDirect
- Framework for the vulnerability assessment of structure under mainshock-aftershock sequences — Science Direct
- Effect of Aftershocks on Seismic Fragilities of Single-Story Masonry Structures — frontiers
- 中国地震局派出队伍现场观测 24小时严密监视余震 — 中央政府门户网站
- 参考 29
- 参考 30
- Early warning system for aftershocks — USGS
- https://d.wanfangdata.com.cn/Periodical/ChlQZXJpb2RpY2FsQ0hJTmV3UzIwMjMwNDI2Eg9zamR6eWMyMDIzMDUwMDIaCGxyYWVwYXU5
- 10,000 tremors — REUTERS
- 2010 Haiti earthquake — Britannica
- 海地,2010年 — 联合国
- 截至2009年3月12日12时汶川地震震区共记录到余震49250次 — 中国地震局