这种地震序列的差异可能是 由于地下岩层的性质不一导致的。由于地震多发生于地下的坚硬岩层中,所以科学家也利用高温高压下的岩石样品进行了初步模拟,得出以下三个结论:
1.在物质性质均匀的岩石中,其破裂与主-余震型序列相似;
2.而物理性质稍不均匀的岩石样本的破裂则与前-主-余震型地震序列相似;
3.理性质极不均匀的岩石样本的破裂则与震群型的序列相似。
当然,对地震序列的不同还有更多其他理论,在此不一一介绍。
△图片来源:蒋海昆等编著;中国地震局监测预报司编. 中国大陆地震序列研究. 北京:地震出版社, 2007.07.
而对这些地震序列的具体研究则发现,余震的形成主要也与断裂带有关系:
1.一部分余震会发生在主断裂带的破裂面上,通常出现在主震后的1—2天内,是最早出现的一批余震;
2.另一部分余震同样产生在主断裂带的破裂面上,但是在初始破裂段落之外,这代表了破坏区域向外的扩展;
3.还有一部分余震则发生在离主断裂带更远的地方,是由主地震的远程触发而导致的远处断裂带的破裂。
虽然余震比主震要小,但其危害也不能小觑。
一方面,强震的余震震级往往也不小,比如本次发生的土耳其-叙利亚地震,主震后的余震也有很多达到了6级以上;另一方面,余震会在主震的基础上造成次级破坏,会让原本已经极为脆弱的建筑完全被摧毁,或者频繁的余震会造成严重的次生地质灾害,比如滑坡、泥石流等;再次,余震通常是不可预测的,因为我们完全无法确定主震会如何远程触发其他区域的断裂带。因此,在地震研究中,余震的研究也是非常重要的一环。
03
余震的发生有规律吗?
目前,我们对余震的规律以及触发机制还了解有限,不过科学家已经归纳出了部分余震的规律:
第一个规律被称为大森定律(Omori’s law),日本地震学家大森房吉经过研究提出余震次数会随着时间而快速衰减,这个定律经过修正后的表达如下:
其中c、k、p都为常数,c、k、p通常根据各地条件不同而不同,其中p在0.7—1.5之间。这个规律通常被用于估计未来余震发生的概率,比如当p为1,c为0时,无论第一天的余震概率为多少,第二天的概率都仅为第一天的1/2,第十天概率仅为第一天的1/10。
△大森定律与现实观察到的余震衰减频率能很好吻合 图片来源:吴开统,焦远碧等编著. 地震序列概论. 北京:北京大学出版社, 1990.03.
第二个规律被称为巴特定律(Bath’s law),它指出,无论主震级多大,最大的余震与主震级的差值大约为1.1—1.2(矩震级)。
第三个规律被称为古腾堡-里克特定律(Gutenberg-Richter law),这个规律指出了在某一区域内,某一震级地震数量与总地震数量之间的关系,如下公式,其中N为地震数量,M为震级,a和b为常数。
△按照古腾堡-里克特定律来算的震级与频度的关系图 图片来源:wikipedia
当然,由于地震发生在地下深处,我们目前对地下岩层的分布和性质的了解极为有限,因此对余震发生的规律等都只是从地表监测到的数据中归纳出来的,这些规律还处于不断修正中,甚至哪一天这些规律被完全推翻也不是不可能。但是科学本身就是不断曲折前进的,或许某一天我们有了能够用卫星监测云层一般清晰探测地下岩层的技术,我们将会完全解开地震的一系列谜团,那时候我们就能精确预测地震,减少地震的伤亡。