地震歷史拾趣

研究地震一點不難，今天就讓我帶領大家，看看可否參悟出一些道理。請看以下數據。

今年 3 月 11 日，日本仙台 9 級大地震，最強餘震 7.9 級。
今年 2 月 22 日，紐西蘭基督城 6.3 級地震，最強餘震 5.9 級。
去年 4 月 14 日，青海玉樹 7.1 級地震，最強餘震 6.3 級。
去年 2 月 27 日，智利 8.8 級大地震，最強餘震 6.9 級。
2008 年 5 月 12 日，汶川 8 級大地震，最強餘震 6.4 級。

主地震和最強餘震分別相差 1.1，0.4，0.8，1.9 及 1.6 級。你說，有規律嗎？

有的。五數平均，得 1.16 級。Bingo！！！我們剛剛重新「發現」一條地震學定律：Båth's Law，它說不論地震大小，主震及最強餘震相差大概 1.2 級。顯然不是次次準繩，但平均來說是成立的。

單說級數很抽象，1.2 級有多大分別呢？簡單來說，級數是震幅的對數（logarithm），亦即是說，地震每升 1 級，你便感受多 10 倍的震動。舉例，9 級地震的震感是 8 級的 10 倍，8 級是 7 級的 10 倍，7 級是 6 級的 10 倍，類推。9 級是 6 級的多少倍？簡單，10³ = 1000 倍。把級數差作為 10 的次方（10^級數差），便是震感的倍數。根據 Båth's Law，主震平均比最強餘震高 1.2 級，兩者震感相差多少？照辦煮碗，10^1.2 ≈ 16 倍。

以上數據可見，論級數，今年 2 月紐西蘭基督城的地震根本「不值一哂」，連其他最強餘震都不如；日本仙台的最強餘震 7.9 級，其震感是基督城 6.3 級主震的 10^7.9-6.3 ≈ 40 倍。基督城地震的破壞力在於震央接近地面和市中心，且時值正午，與午膳的人群碰個正着。

比較地震，除震感以外，還有釋放的能量。怎樣計算能量的對比？計法與上面差不多，不過要先把級數差乘 1.5，再次方，即 10^{級數差*1.5}。舉例，仙台 9 級與智利 8.8 級，能量怎比？10^0.2*1.5 ≈ 1.995，即前者釋放的能量雙倍於後者。Båth's Law 說主震平均比最強餘震高 1.2 級，亦即主震能量為最強餘震 10^1.2*1.5 ≈ 63 倍之多。

考考大家，仙台 9 級與汶川 8 級，能量怎比？

這是一條 trick question，中國級數不同國際級數。你問，不是黎克特制嗎？

大家有沒有發覺，近年地震報導沒再說明「黎克特制」？我當初以為只是簡潔起見，略去「眾所周知」的四字；今星期替本文搜集資料，才發現箇中「內情」。原來國際上不知何時開始，已「靜悄悄」轉用一種稱為「矩震級」（moment magnitude scale）的標準，代替沿用已久的黎克特制。矩震級在七十年代經已發明，評估大規模地震較黎克特制更全面和準確，兩者級數共通，儘管算法不同（好像今年和明年會考試卷雖然不一樣，但評分還是可以互相比較的）。文首列出的五宗地震，中國以外皆用矩震級。那中國用什麼？中國用「地震面波震級」（surface wave magnitude scale），與黎克特制同屬舊一代的標準，較易計算，但不及矩震級全面和準確。打開英文維基汶川和玉樹地震的網頁，會看見兩個級別，一為中國官方公佈的級別（面波震級），一為美國地質勘探局測到的級別（矩震級）。

以矩震級表達，青海玉樹主震 6.9 級，最強餘震 5.8 級。汶川主震 7.9 級，最強餘震 6 級。原來玉樹主震只有「資格」作為智利的餘震，汶川主震只有「資格」作為仙台的餘震，由此可見智利和仙台地震之嚴重。

重溫 1900 年以來 8.8 級或以上的大地震。

1906 年 1 月 31 日 厄瓜多爾 8.8 級
1952 年 11 月 4 日 西伯利亞 9.0 級
1960 年 5 月 22 日 智利 9.5 級
1964 年 3 月 28 日 阿拉斯加 9.2 級
2004 年 12 月 26 日 印尼 9.1 級
2010 年 2 月 27 日 智利 8.8 級
2011 年 3 月 11 日 日本 9.0 級

只此七次，過去七年佔了三次，是否預示巨型地震陸續有來？地殼將有一段活躍期？某些地質學家確是這樣想，另一些卻認為純屬巧合，畢竟樣本太小了，這樣子的「統計」作不得準。

我同意後者的看法。這樣的數據也有啟示性的話，我也可以說巨型地震：

（一）通常在 11 月至 3 月之間發生
（二）6 月至 10 月永不發生
（三）通常在月下旬發生

在 2011 年 3 月 11 日之前，我更可以信心滿滿地預測巨型地震：

（四）只有在雙數年份才會發生，2011 年肯定安全
（五）月中旬永不發生

仙台地震果然「史無前例」，一次過打破兩項「慣例」。

（2011 年 4 月 20 日 信報副刊）