文/陳慧慈
四月底,尼泊爾首都加德滿都附近發生芮氏規模7.8地震,在科技及網路發達的今天,我們都看到了驚心動魄的地震實況,以及令人沉痛的災害景象。之後,尼國餘震不斷,五月十二日甚至又發生了芮氏規模7.4的餘震。我們知道,地震是因為斷層錯動後的能量釋放而造成的,但是能量既然已經釋放了,為什麼還會產生大大小小、數量或多或少的餘震呢?
在回答這個疑問前,我們先來認識一下「應力調整」或「應力移轉」或「應力重分配」,也許你在新聞報導中聽過這些名詞,但它們其實描述的是同一個觀念。
想像一下,有五位同學和你一起抬桌子。突然,其中一位同學說他不想抬了而放手離開,瞬間,你一定會感覺到要用更大的力氣來支撐桌子。這是因為桌子的重量只由剩下的五位承擔,當然每一位需要付出的力氣就產生變化了!這種現象,在力學上就稱為「應力調整」或「應力移轉」或「應力重分配」。
同樣,產生大地震的斷層錯動長度常常會有數十公里,在這麼長的距離的斷層面上,每個點的岩石強度並不同,而在擠壓過程中,也不是每一點的岩石的受力都會一樣。直到有一刻,斷層面上某一點的岩石再也無法抵抗擠壓的力量時,就會開裂(震源)。就像抬桌子的例子一樣,這一點的岩石原來承受的力量,就會透過應力重分配由其他點的岩石承受。開裂區(就像鬆手而去的同學)的力量會移轉到沒有開裂的區域(就像繼續抬桌子的你們)。接下來,如果附近的一些岩石無法承受新增加的力量,而陸陸續續的開裂,就會不斷地產生地震。這也就是為什麼大地震之後,很多地震會接連發生。
在這一系列的地震中,規模最大的稱為主震,在主震之前的稱為前震,在主震之後的則稱為餘震,這種順序稱為地震序列。前震其實有助於地震防災,因為它是大地震的前兆,可惜大多數的大地震都沒有前震。
大地震發生後,可以確定它就是主震嗎?不,在美國加州,大約有6%的機會是「餘震」規模會大於一開始判定的「主震」規模;於是它們角色互換,規模大的餘震變成主震,而原來的主震就變成前震了。此外,因為應力移轉的過程不一定很快速,一個大地震的餘震發生的時間甚至可以超過一年以上,你相信嗎?日本二○一一年發生的311地震,到二○一四年的七月還有餘震發生呢!