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最强与最致命的地震,以及震级到底是怎么算的

震级衡量断层释放的能量,烈度衡量你脚下的摇晃程度。而人会不会死,基本上与两者都无关,取决于他们身处什么样的建筑里,以及地震发生在几点钟。

更新于 2026年9月16日

2010年,两场地震相隔六周先后袭击美洲。智利那场释放的能量大约是海地那场的500倍。智利死亡约525人;海地死亡人数在46,000到316,000之间。要解释这种差距,需要两个常被新闻混为一谈的数字,以及一份简短的名单:这颗行星上最糟糕的那些日子。

9.5有记录以来最大的地震,智利瓦尔迪维亚,1960年5月22日
×32震级每升一级,能量增加的倍数;升两级约为×1,000
~830,0001556年中国陕西地震的死亡人数,有记录以来最致命的地震
~15典型年份里7级地震的次数,外加大约一次8级
0有史以来10级地震的次数:已知的断层没有一条足够长
~5252010年智利8.8级地震的死亡人数,那里严格执行建筑规范

震级和烈度是两个不同的数字

一场地震只有一个震级。它是震源的属性:多大面积的断层滑动了、滑动了多少、岩石有多坚硬。它不会因为你站在哪里而改变。

一场地震却有许多个烈度。烈度描述的是摇晃在某个具体地点造成了什么:人是否被惊醒,墙皮是否开裂,房屋是否倒塌。美国使用修订麦加利烈度表,用罗马数字从I(无感)到XII表示;俄罗斯使用类似的12度MSK-64烈度表。烈度随距离和深度衰减,在松软沉积层上升高,还取决于当地建筑的反应。

城市正下方的7.0级地震和两百公里外海上的7.0级地震是同一种地震,却是截然不同的两场灾难。模拟器画的正是这一点:选定一个震级,它就画出从V度(明显有感)到IX度及以上(建筑倒塌)的烈度圈;然后由你选择的建筑质量决定,圈内有多少人会丧生。

里氏震级是什么,怎么计算

1935年,加州理工学院的查尔斯·里克特根据地震在某台特定地震仪上留下的波形振幅(经距离校正)为南加州的地震定级。他的近震震级只适用于距该仪器约600公里以内的加州地震,但这个想法,也就是用一个对数值表示地震大小,成了科学史上最出名的量表。

它的原理是:每增加一个整数,地震图上的波幅增大十倍,更重要的是,能量增加约32倍。升两级就是32×32,差不多一千倍。8级地震不是4级地震的两倍,它释放的能量约是后者的一百万倍。

里氏震级的弱点在于饱和:超过7级左右以后,它测量的那种波不再增长,所以所有巨大地震看起来都差不多。1979年,汤姆·汉克斯和金森博雄提出了矩震级(Mw),直接根据破裂本身计算:岩石刚度×滑动的断层面积×平均滑动量。它被调校到在两种方法都适用的范围内与里氏数值一致,所以新闻里至今还说“里氏几级”。如今公布的大地震震级,包括本文中的每一个,都是矩震级。

里氏震级的范围是多少?形式上它没有上限也没有下限。微小的地震可以是负震级;2级以下的地震很少有人能感觉到。上限由地球而非公式决定:有史以来测得的最大值是9.5。

震级每升一级,能量增加32倍
正方形面积 = 释放的地震能量。TNT当量为近似值。
8级 ≈ 15百万吨TNT = 32 × 7级 = 1,000 × 6级 9级(≈ 480百万吨)需要一个 边长是这个5.7倍的正方形 7级 ≈ 480千吨 6级 ≈ 15千吨,一颗广岛原子弹
能量按古登堡-里克特关系式 log E = 1.5M + 4.8(焦耳)计算;1千吨TNT = 4.184×10¹² J。其他公式会让数值相差百分之几十,但不会相差数量级。来源:USGS。

各级地震多久发生一次

震级每升一级,发生频率大约降低到十分之一。USGS估计每年约有500,000次可探测到的地震,其中约100,000次有感,约100次造成破坏。

震级下限能量(TNT当量)全球每年次数通常意味着什么
5.0–5.9≈ 0.5千吨≈ 1,600震中附近的薄弱建筑受损
6.0–6.9≈ 15千吨≈ 137在人口密集区具有破坏性;北岭、神户、斯皮塔克
7.0–7.9≈ 480千吨≈ 14大地震:大范围严重破坏;海地、2023年土耳其
8.0及以上≈ 15百万吨≈ 1巨大地震:整个地区受影响,常伴有海啸

次数为USGS统计的2000至2021年全球年均值(1900年以来的长期平均为每年约15次7级和1次8级);具体年份差异很大,7级地震从6次到23次不等,8级地震从0次到4次不等。

有记录以来最强的地震

有记录以来所有最大的地震都发生在俯冲带,那里一块板块沿着数百公里长的断层俯冲到另一块板块之下。只有这类巨型逆冲断层才有足够的断层面积达到9级。

有仪器记录以来最大的地震
矩震级(Mw);柱长 = 释放能量,线性刻度,1960年智利 = 100%
  1. 智利瓦尔迪维亚,1960年9.5
  2. 阿拉斯加威廉王子湾,1964年9.2
  3. 印度尼西亚苏门答腊,2004年9.1
  4. 日本东北地方,2011年9.1
  5. 俄罗斯堪察加,1952年9.0
  6. 俄罗斯堪察加,2025年8.8
  7. 智利马乌莱,2010年8.8
  8. 厄瓜多尔–哥伦比亚,1906年8.8
  9. 阿拉斯加拉特群岛,1965年8.7
来源:USGS,有记录以来最大的10次地震(2025年更新)。早期事件的震级存在约±0.1至0.2的不确定性。

智利瓦尔迪维亚,1960年5月22日,9.5级

有记录以来最大的地震撕裂了一条USGS描述为近1,000英里(1,600公里)长的断层。公认数值为9.5;已发表的估计值在9.4到9.6之间。按USGS统计,它在智利南部造成约1,655人死亡(估计范围从1,000到6,000),约200万人无家可归,引发的海啸第二天在夏威夷和日本夺走人命。由于震级是对数刻度,瓦尔迪维亚一次释放的能量,差不多等于榜单上接下来四次地震的总和。

1960年智利瓦尔迪维亚的一条街道,木结构房屋在9.5级地震后脱离地基、歪斜倾倒
1960年地震后的瓦尔迪维亚:建造结实的木框架房屋被整体掀离地基。 摄影:Pierre St. Amand / NOAA,via Wikimedia Commons,公有领域

1964年阿拉斯加、2004年苏门答腊、2011年东北地方

1964年3月27日的阿拉斯加大地震(9.2级)是美国历史上最大的地震;131名遇难者中多数死于海啸,其中不少是海底滑坡引发的局地海浪。2004年12月26日的苏门答腊–安达曼地震通常定为9.1级(有些估计达9.3级);其海啸造成约227,900人死亡。2011年3月11日的东北地方地震在日本的目录中为9.0级,在USGS的目录中为9.1级;约18,500人死亡或失踪,几乎全部死于海啸。这三场海啸都在史上最致命的海啸一文中有详细介绍。

堪察加,1952年与2025年

千岛–堪察加海沟是太平洋板块以每年约8厘米的速度俯冲到北美板块之下的地方,它在1952年11月4日产生了一场9.0级地震。随之而来的海啸在黎明前抹平了帕拉穆希尔岛上的北库里尔斯克;一份呈交莫斯科的报告统计死亡2,336人,这场灾难随后保密了数十年。2025年7月30日(UTC时间7月29日),同一地带在距彼得罗巴甫洛夫斯克约119公里处产生了一场8.8级地震,是东北地方地震以来全球最大的一次,十天前先有一场7.4级前震。它引发的海啸再次淹没了北库里尔斯克港,但没有关于震动或海浪致死的报告。震级小了0.2,释放的能量约为1952年的一半。

10级地震可能发生吗?还有“9.9级”的传言

那些讲“世界最大的9.9级地震”的视频和帖子,描述的是从未发生过的事。有史以来没有记录到任何9.9级地震;瓦尔迪维亚的9.5级已经保持纪录六十多年。

禁止10级地震出现的不是公式,而是这颗行星。震级随滑动断层的面积增长,USGS明确表示10级地震不可能发生:已知没有任何断层足够长,而这样一条断层得绕地球大半圈。10级地震释放的能量约为瓦尔迪维亚的5.6倍。大型小行星撞击能让地面晃得更厉害,但那不算地震;参见不同大小的陨石会造成什么。

史上最致命的地震

把地震按死亡人数而不是震级排序,榜单几乎完全换了一批。只有一场地震同时出现在两份榜单上:2004年苏门答腊。

有记录以来最致命的地震
死亡人数,线性刻度。估计值不一致时,柱长取较低数字,标签标出范围。
  1. 中国陕西,1556年 · 约8级~830,000
  2. 中国唐山,1976年 · 7.5级官方242,000
  3. 印度洋,2004年 · 9.1级227,900
  4. 日本关东,1923年 · 7.9级105,000–142,000
  5. 意大利墨西拿,1908年 · 7.1级75,000–82,000
  6. 土耳其–叙利亚,2023年 · 7.8级>59,000
  7. 海地,2010年 · 7.0级46,000–316,000
  8. 亚美尼亚斯皮塔克,1988年 · 6.8级~25,000
主要是建筑倒塌主要是海啸主要是火灾
来源:NOAA NCEI Significant Earthquake Database、USGS;土耳其–叙利亚数据来自两国官方统计;海地的范围来自海地政府和独立调查(见正文)。

陕西,1556年,约830,000人死亡

1556年1月23日,一场估计震级约8级的地震袭击了中国北方的渭河谷地。根据中国史料得出的死亡人数约为830,000,至今仍是所有地震中最高的。许多遇难者住在窑洞里,这种在松软黄土崖壁上掏出的住所塌下来,把里面的人活埋。

唐山,1976年,官方统计242,000人

1976年7月28日凌晨3点42分,一场7.5级地震直接发生在唐山正下方,这座工业城市约有一百万人口。几乎所有人都在无加固的砖房里熟睡,整座城市几乎被夷为平地。官方死亡人数约为242,000;非官方估计高出不少,真实数字无从知晓。

海地,2010年,为什么范围如此之宽

2010年1月12日下午4点53分,一场7.0级地震发生在距太子港约25公里处,这座拥挤的首都满是无加固、粗制滥造的混凝土建筑。一年后,海地政府公布死亡人数为316,000。独立的入户调查得出的数字少得多,根据团队不同,从约46,000至85,000到大约160,000不等。差距之所以存在,是因为国家机器本身已经瘫痪(总统府、议会大厦和许多部委大楼倒塌),许多遇难者未经清点就被埋进了万人坑。

2010年1月13日海地太子港市中心航拍画面,包括Teleco大楼在内的混凝土建筑倒塌,旁边的建筑却完好无损
地震次日的太子港市中心。同样的摇晃让一些建筑屹立不倒,却把隔壁的夷为平地。 摄影:UN Photo / Logan Abassi / Wikimedia Commons,CC BY 2.0
在建筑质量差的太子港下方放一场7.0级地震 →

1923年关东、1908年墨西拿、2023年土耳其–叙利亚

1923年9月1日上午11点58分,关东大地震袭击东京和横滨,当时木屋林立的城市里家家正生火做午饭;风助火势,约105,000名遇难者(旧数据为142,000)大多死于火灾。1908年12月28日黎明前,墨西拿地震发生,几分钟后海啸接踵而至;75,000到82,000人遇难,是欧洲历史上最惨重的地震。2023年2月6日的卡赫拉曼马拉什地震,凌晨4点17分一场7.8级,九小时后又一场7.5级,在土耳其和叙利亚推倒了数万栋建筑,官方统计死亡超过59,000人。

在按现代规范建造的今日东京下方放一场关东级别的7.9级地震 →

为什么死亡人数跟着建筑走,而不是跟着震级走

把两份榜单并排放在一起,规律一目了然。智利,2010年2月27日,8.8级:凌晨3点34分发生,人们都在床上,死亡约525人,其中许多死于随后的海啸。海地,六周前,7.0级:能量大约小500倍,死亡人数却高出一到两个数量级。智利在1960年之后按照全球最严格的抗震规范之一重建,而且严格执行。海地则没有任何得到执行的全国建筑规范。

在按现代规范建造的圣地亚哥下方运行一场8.8级地震 →

这就是模拟器要问城市是怎么建的原因。设计良好的钢筋混凝土框架会开裂但不会倒;无加固砌体、压在薄弱墙体上的沉重屋顶、节点处理糟糕的混凝土,在现代建筑能挺过的烈度下就会垮掉。

震级几乎预测不了死亡人数
死亡人数(对数刻度)与震级的关系。橙色:主要是倒塌;蓝色:主要是海啸。
1 10 100 1千 1万 10万 100万 7 8 9 震级(Mw)→ 蒂洪堡 1857 北岭 1994 阿拉斯加 1964 智利 2010 瓦尔迪维亚 1960 旧金山 1906 涅夫捷戈尔斯克 1995 神户 1995 东北地方 2011 斯皮塔克 1988 土耳其–叙利亚 2023 海地 2010 唐山 1976 苏门答腊 2004
海地的点取约160,000,竖线覆盖46,000至316,000的估计范围。蒂洪堡死了一两个人。来源:USGS、NOAA NCEI;数字与正文一致。

几点钟发生也有关系

一天中的时刻决定了谁在什么建筑里。唐山(凌晨3点42分)和土耳其(凌晨4点17分)都让人们在倒塌的楼房里睡梦中遇难。北岭地震在公共假日的凌晨4点31分袭击洛杉矶,塌掉的高速公路桥上几乎空无一人。不过时间是次要因素:智利的8.8级同样发生在夜里,死亡人数只是海地下午那场的一个零头。

斯皮塔克与涅夫捷戈尔斯克:苏联的教训

1988年12月7日上午11点41分,一场6.8级地震袭击亚美尼亚北部,按全球标准只算中等。斯皮塔克的烈度达到MSK烈度表的10度,列宁纳坎(今久姆里)为9度。约25,000人死亡,超过五十万人失去住所,主要原因是预制混凝土住宅楼的楼板与框架连接薄弱,整栋散架。

亚美尼亚列宁纳坎的一栋多层混凝土住宅楼在1988年斯皮塔克地震后塌成一堆楼板
1988年地震后的列宁纳坎(久姆里):楼板脱落,层层叠在一起。 摄影:C. J. Langer, USGS / Wikimedia Commons,公有领域

七年后,1995年5月28日凌晨1点04分(当地时间),一场7.0至7.1级地震摧毁了萨哈林岛上的石油小镇涅夫捷戈尔斯克。镇上十七栋五层板式住宅楼没有按强震设计,因为苏联的地震区划图严重低估了该地区的危险,它们塌在熟睡的居民身上。约2,000人死亡(各来源数字为1,989到2,040),至少占全镇人口的一半。小镇再也没有重建,它至今仍是现代俄罗斯最致命的地震。

1995年5月萨哈林岛涅夫捷戈尔斯克的航拍画面:五层板式住宅楼原址上留下一排排长长的废墟,几栋低矮建筑仍然完好
涅夫捷戈尔斯克,1995年5月。每一条长长的废墟都曾是一栋五层住宅楼;低矮的建筑幸存下来。 摄影:EMERCOM of Russia / Wikimedia Commons,CC BY 4.0

加利福尼亚最大的地震

加利福尼亚坐落在圣安德烈亚斯断层系统上,太平洋板块和北美板块在这里水平错动。这类断层产生不了9级地震,却能产生破坏力极强的7级地震。

1906年旧金山市中心波斯特街与格兰特大道附近的全景:烧空的砖楼和瓦砾,几栋钢框架高楼仍然矗立
1906年地震和大火之后的旧金山市中心。钢框架高楼幸存下来,周围的砖楼却没有。 摄影:H. D. Chadwick / U.S. National Archives,via Wikimedia Commons,公有领域

如果1906年重演,受影响的将是数百万人口的湾区,那里的建筑大多符合现代规范,但也有许多老旧砌体建筑和底层软弱的楼房。试一试,然后切换建筑质量,看看估计死亡人数怎么变。想看看访客过去30天模拟了什么,请打开最近的模拟。

在今天的旧金山重演1906年的7.9级地震 →

常见问题

里氏震级是什么,怎么计算?

由查尔斯·里克特于1935年创立,根据地震波在地震仪上的振幅(经距离校正)为地震定级。每增加一个整数,振幅增大十倍,能量增加约32倍。由于它对大地震会饱和,地震学家现在使用矩震级,在中等范围内两者数值相近。

有记录以来最大的地震是哪一次?

1960年5月22日智利瓦尔迪维亚附近的9.5级地震。接下来是1964年阿拉斯加(9.2级)、2004年苏门答腊和2011年东北地方(USGS均定为9.1级)以及1952年堪察加(9.0级)。2011年以来最大的一次是2025年7月30日堪察加近海的8.8级。

有没有发生过9.9级地震?

没有。从未记录到任何9.9级地震,相关说法是传言。有史以来测得的最大震级是9.5,1960年发生在智利。

10级地震可能发生吗?

实际上不可能。震级取决于滑动断层的面积,而据USGS所说,已知没有任何断层长到足以产生10级地震,这样的断层得绕地球大半圈。10级地震释放的能量约为纪录保持者9.5级的5.6倍。

史上最致命的地震是哪一次?

1556年1月23日的中国陕西地震,造成约830,000人死亡。近现代最惨重的是1976年中国唐山(官方242,000人)、2004年印度洋地震和海啸(约227,900人)以及2010年海地(估计46,000到316,000人)。

加利福尼亚最大的地震是哪一次?

两场地震以7.9级并列第一:1857年的蒂洪堡和1906年的旧金山。1906年那场造成3,000多人死亡;蒂洪堡那场发生在几乎无人居住的加州,只死了一两个人。近年破坏最大的是1989年洛马普列塔(6.9级)和1994年北岭(6.7级)。

资料来源

  1. USGS:地震震级、能量释放与震动烈度
  2. USGS:有记录以来最大的10次地震(2025年更新)
  3. USGS:1900年以来全球最大的20次地震
  4. USGS:10级或更大的“超级地震”真的可能发生吗?
  5. USGS:地震列表、地图与统计(全球年度次数)
  6. USGS:有趣的地震事实
  7. USGS:2025年俄罗斯堪察加半岛8.8级地震
  8. USGS:2010年智利马乌莱8.8级地震:影响
  9. USGS:1964年阿拉斯加大地震与海啸:现代视角与长远遗产
  10. NOAA NCEI:全球重大地震数据库
  11. Doocy et al.,Population Health Metrics(2013):2010年海地地震后的死亡率:分层整群调查
  12. NOAA NCEI:斯皮塔克地震
  13. USGS:1857年蒂洪堡7.9级地震
  14. USGS:1906年地震的伤亡与损失
  15. USGS:1994年1月17日加利福尼亚北岭6.7级地震
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