近年来在唐山地区发生的中等以上地震，包括2020年7月12日唐山古冶5.1级地震的发生，让1976年唐山7.8级大地震破裂区的余震活动持续至今是否合理的话题持续引起热议。
余震（aftershock）通常被认为是发生在较大的地震或“主震”之后、主震破裂区周边1~2倍的破裂长度范围内的地震，余震的频度（每天发生的数量）随时间会降低，直至恢复到主震之前区域内的平均水平。当然关于余震还有另外一种定义：由于小地震也可以触发后续更大地震的发生，余震就是发生在前一个地震之后的地震。从便于大家理解的角度，我们这里还是按照前边的定义来讲。
对于类似于唐山7.8级大地震的余震在44年后还会持续活动的现象，部分公众表示难于理解。究其原因可能基于以下一些问题，我们试着逐一解读：
问题1：同样是大地震，为何只有个别可以见到这种长持续时间的余震活动现象？
只有个别地区才可以见到这种长持续时间的余震活动现象的原因，是这类地区具有一个共性——构造变形速率很低。这样的规律也得到了理论上的支持，根据1994年由Dieterich提出的著名的速率-状态摩擦定律，对于缓慢变形的区域，将有望维持较长持续时间的余震序列。而在地表变形速率相对较高的地区，大地震的余震活动持续时间一般很短，例如2008年四川汶川8.0级大地震所在的龙门山断裂带地区，构造变形速率约为2毫米每年，相比于唐山地区0.1毫米每年的构造变形速率要快得多，而我们也可以看到汶川大地震的余震活动在近年来反而不如44年前发生的唐山大地震的余震活动引人注目。
的确这种长持续时间的余震活动现象我们日常可见的并不多，但如果放眼全球范围，这种现象就不是少数了。包括在美国中部、东部，以及澳大利亚、日本本州、中国华北等地壳缓慢变形区，常常发现大地震的破裂区有持续很长时间的余震。1891年日本浓尾（Nobi）发生的7.4级地震，可能是人类完整记录余震活动最长的地震，人们发现100多年后地震破裂区仍有地震发生且发生率逐渐在降低，属于余震活动无疑。在美国有人认为，北美东部的一些经常发生中等和小地震的地方，可能是几百年前曾发生过的主震的余震。
问题2：怎样验证一些地方余震活动可以持续很久的这种现象是一种基本的事实呢？
毕竟像日本浓尾（Nobi）7.4级地震那样被人类真正完整持续记录的震例很少。
为了避免不同破裂区的各种复杂因素造成难于比较的难题，近年来有科学家在同一个大地震撕裂的长达数百千米的断层破裂带上、但不同位置断层的滑移速率又显著不同这样的案例里进行了研究。选择的就是2011年东日本9.1级大地震，在其长达250km的主震破裂带上的不同位置，断层滑动速率跨度达到0.01~80毫米/年，发现这些位置的余震活动持续时间也相应的从可能长达2000年（推测值，对应0.01毫米/年滑动速率）到短至1个月就停止了（对应80毫米/年滑动速率）。算是巧妙地再次验证了这种规律。
问题3：数量更多的中等和小地震往往看不到这种长持续时间的余震活动现象？
大量的观测证实，相比小地震，震级更大的地震（这里指6.0级以上甚至更大的地震）确实总体上具有更长的余震持续时间。一些研究表明，这是由于大地震撕裂了地壳更深处，在断层上形成了深部与浅部“互动”的机制，并使得破裂区的余震发生的速度放慢、释放掉断层上的应力扰动则需要花费更多的时间。但具体上这种“互动机制”的本质是什么，仍然是悬而未决的科学问题。而小地震的破裂尺度有限，例如5.0级地震的破裂尺度仅为2千米左右、很难影响到即使在地壳较薄地区深度达20千米以上的下地壳。正因为这种机制上的差异，再加上自然界中的大地震的数量本身就远远少于小地震，因此，余震活动持续时间长的现象不容易进入大家的视野。
上边对三个问题的解释实际上也同时说明了余震活动持续时间长现象产生的原因，会对我们理解这一现象建立总体印象。但这件事没有那么简单，即使是满足上述条件的大地震，具体到每个破裂区的余震持续时间长度存在显著差异。这是由于：
1 受到地壳中储存并在地震发生过程中释放的主要的能量类型影响，也就是重力能和弹性能谁占主导的影响，拉张的构造环境下的比挤压环境下的余震序列持续时间更长。
2 破裂区构造应力加载速率小的地区余震序列持续时间长，但这需要个前提——应力加载速率与发生地震的断层滑移率需要成正比，而这一点通常受到实际的构造条件与断层流变学特征都比较复杂等因素影响，很难有简单的“正比”关系。
3 余震的发生，只是主震以及在这个余震之前发生的余震对周围应力场造成扰动、释放剩余能量的一种方式，但破裂区的流变学特征不同时，这种应力扰动可以断层蠕变等形式进行释放，因此断层上的流变学特征不同也将造成余震活动持续时间的较大差异。
说到底，对一部分大地震的余震活动可以持续很长这一现象产生的原因可以解读为，总体上构造变形缓慢的区域发生的大地震通常具有更长持续的余震活动，但具体还受到破裂区断层和构造条件或者流变学特性的影响、每个震例的余震活动能够持续多久还需要观测和深入研究来确定。
事实上，认识到“一部分地震的余震持续时间可能很长”这一点很重要——当前的地震活动是正常的本应该发生的背景地震，还是过去发生过的大地震的余震，是地震危险性分析中需要作出重要选择并显著影响最终结果的因素，因为两者导致的地震危险性分析的结果正好是相反的，选择错误将可过高或者过低地估计地震危险性。
作者简介：蒋长胜，研究员、博士生导师，中国地震局地球物理研究所非天然地震研究室主任。中国地震学会地震学专业委员会副主任、国际地震学与内部物理学协会（IASPEI）教育和推广委员会委员。
