地震的分類
陳運泰曾融生吳忠良
地震和颳風下雨一樣，是一種自然現象。因此，地震是可以通過科學去研究，去認識的。
在科學中最基本的知識是分類。分類反映了人們對自然現象的認識的水平。
對地震的分類的研究可以追溯到19世紀。1878年，德國科學家霍爾尼斯把地震分成三類：火
山地震、陷落地震、構造地震。
這個分類的缺點是過於簡單，它反映了當時人們的觀測視野的局限。在19世紀中葉還沒有地
震儀。
最早的近代意義上的地震儀出現於1870～1880年代，人類第一次記錄到距離記錄儀器很遠的
地震則是在1889年，饒有興味的是，那次地震並不是在地震儀上，而是在扮演地震儀角色的傾斜
儀上記錄到的。
淺源地震與深源地震
地震儀的出現使人們可以對地球內部結構進行詳細的研究。20世紀初至30年代末就在物理學
家發現電子、質子和中子的同時，地震學家發現了地殼、地幔、液態地外核和固態地核心。對地
球內部結構的了解反過來使地震學家可以準確地測定地震的位置，尤其是地震的深度。
早期的地震學有一個認識上的局限，就是認為所有的構造地震都是很淺的。當時的地質學家也認
為，地震不可能發生在特別深的地方。從20年代開始，越來越多的觀測數據表明，構造地震可以
分成兩類。淺源地震，大多發生在地表以下30km深度以上的範圍內；而中深源地震，最深的可以
達到650km左右，並且形成一個傾斜的地震帶——稱為本尼奧夫帶。把淺源地震和深源地震在“
血緣”上聯繫在一起的，是板塊構造學說這一被稱為“地球科學革命”的全球構造理論。在俯衝
型的板塊邊界上，最初由擴張而產生的海洋岩石層板塊在俯衝帶上最終找到自己的歸宿，與地幔
對流有關的“傳送帶”的運動導致了深源地震的發生。板塊構造運動同樣是淺源地震的動力來源
。全球大多數地震都發生在板塊邊界上。
以板塊構造為參考，我們又有了一個更有意義的分類：板間地震、板內地震。美國西部、日
本列島、台灣島的地震屬於板間地震，中國大陸上的大部分地區和俄羅斯遠東地區的地震屬於板
內地震。板內地震多數發生在大陸內，這種板內地震又稱為大陸地震。與發生在板塊之間的地震
相比，大陸地震具有空間分布範圍廣（而不是像板間地震那樣具有接近線性的分布）、構造環境
複雜（而不是像板間地震那樣具有相對說來較為簡單的構造環境）、破裂過程複雜（兼有破裂和
摩擦成分，而不是像板間地震那樣以摩擦滑動為主）、前兆範圍較大、前兆圖像複雜（而不是像
板間地震那樣前兆範圍較小，前兆很弱）等特點。對大陸地震的研究是目前地球科學中的一個挑
戰性的前沿課題。
大地震與小地震
早期人們主要是用烈度，即地震造成的破壞的程度來度量一次地震的大小，這種度量好像是
用炸彈造成的破壞來度量一顆炸彈的TNT當量。20世紀30年代，里克特引入震級的概念，它相當
於在距離炸彈很近的一個“標準距離”上，用炸彈引起的空氣振動的幅度來度量炸彈的威力，這
樣就客觀多了。里克特使用的是地面運動的振幅的對數。他使用的“標準”地震儀是伍德-安德
森式短周期地震儀。
自從里克特提出“芮氏規模”的概念以後，很多地震學家針對不同的儀器提出了不同的震級
。長期以來，地震學家一直相信這些震級之間可以互相“換算”，即“一個地震只能有一個震級
”。但是70年代人們終於發現這種統一是不可能的，原因是地震具有複雜的頻譜結構，而每一種
特定的震級都是針對一個特定的頻段測得的。作為持續近半個世紀的統一震級的努力的終結，德
國地震學家杜達把地震分成藍地震（即以高頻為主的地震）和紅地震（即以低頻為主的地震），
這個分類標誌著人類對地震認識的一次重要的進步。
這種進步的意義到了80年代才開始為大多數地震學家所認識。寬頻帶地震學的出現使地震學
家對地震的描述由“單色”的變成“彩色”的。但是促使這一進步的出現的重要因素卻並不是理
論上的突破，而是觀測技術上的突破。1975年前後，兩項關鍵性的技術引入地震觀測，一是電子
反饋技術，二是數位化技術。這兩項技術的引入給地震學帶來一次革命性的變革。
早在里克特引入震級之後不久，地震學家古登堡和里克特就發現，不同震級的地震的頻度
N與震級M之間存在一個簡單的對數關係：
lgN＝a－bM
這個關係稱為古登堡-里克特定律。一般說來，大地震少，小地震多，這並不出人意料，但是大
地震和小地震之間（至少在一定的範圍內）存在一個“乾脆利落”的對數關係，卻不能不讓人深
思。另一方面，古登堡-里克特關係卻並不像當初人們認為的那么“單純”。人們發現，由這一
定律可以把地震分成兩類：小地震、大地震。小地震的頻度滿足標準的古登堡里克特關係，而
大地震的頻度則偏離這種線性關係，這種分類對於通過小地震來預測大地震具有重要的意義。至
於為什麼會有這種偏離，卻是一個有待研究的問題。
小地震還可以進一步分成小地震和更小的地震。更小的地震也同樣偏離標準的古登堡-里克
特關係。應當指出的是，對更小的地震的研究只能在現代地震學中才能做到，因為要記錄到這么
小的地震，就需要非常好的記錄儀器和很密集的觀測網路。這種針對小地震的觀測並非是一種純
學術的興趣，它對防震減災很有實際意義。用小地震的分布圖像來勾畫地下的斷層，和由心電圖
上的微小差別來診斷疾病的道理是相像的。
從地震學建立的時候起，人們就注意到地震可以分成兩類，主震和餘震。在比較大的地震（
主震）之後，常常跟隨著一些更小的地震（餘震）。時間越長，餘震越小，餘震的數目也越少。
當然，這只是統計上的結果，真正地震的情況要比這複雜得多。餘震可以分成兩種，小餘震一般
分布在主震斷層附近2～3km的範圍內，而且震源的運動方式與主震相似，而大餘震一般距主震比
較遠，震源的運動方式也與主震有很大的差別。對餘震的研究有三個意義。一是它有助於深化人
們對主震的理解，如果說地震這盞燈照亮了地球的內部，那么餘震這些燈則幫助我們照亮了震源
區，而主震之後對餘震的強化觀測，常常對認識主震很有幫助；二是對強餘震的預測，可以很有
效地減輕地震造成的損失；三是今天看到的很多小地震，也許是過去的大地震的餘震。“認出”
它們來，有助於在判斷未來的地震危險性的過程中“去粗取精、去偽存真”。
