台灣人很習慣地震了,但我們了解它嗎?

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Q1. 每次地震結束後沒多久,網路上就會出現很多看起來很專業的圖片,我們要如何判讀這些圖片?它們又能提供哪些資訊?

A:地震發生後10到20秒,中央氣象署大概就能掌握關於地震的相關資訊。所以各大新聞和社群媒體第一時間公布的,應該都是以下這張由中央氣象署發布的官方說法。

這張圖片(註1)可以告訴民眾這場地震的時間、震央、深度、規模和各地震度,基本上涵蓋一般人會想知道的所有資訊。此外,民眾也可以進一步從這張圖的數字顏色(紅字為震度大於5)得知地震波向外傳遞強度分布及其主要傳遞方向,如此圖就說明0403的花蓮地震,在台灣本島主要是一路往北偏西方向擴散。

 

以下這兩張由美國地質調查所(USGS)提供的圖(註2),是0403花蓮地震震央與震源滑移大小、位置和破裂的關係。

顏色代表每10秒破裂的距離,越紅越紫表示滑移量越大,以此圖為例,

(1)從圖顯示,地震往斷層的方向(北偏東26度)傳遞,而且只有一個方向破裂;

(2)震央不是滑移量最大的位置,也就是說非破裂最大的位置;一般來說,破裂最大位置就是地表震動最明顯之處。這表示0403花蓮地震的震央處非破壞最嚴重的位置,大地震比較會有這種現象,主要是因為大地震由其起始位置(震央)開始向外傳遞,此過程歷時數十、甚至數百秒,傳遞距離數十、甚至數百公里,其間破裂及滑移量的大小是由其經過的斷層面上先前能量累積狀態及其物理性質來決定。如此,震央不必然是滑移量最大的位置。

 

再以2024年1月1日的日本能登地震(註3)為例,它的震央和最大滑移位置的方向就完全不同,等於說這個地震是雙方向的破裂。

接下來這張圖(註2)提供的則是地震能量釋放隨時間的變化,可看出0403花蓮地震大概維持40秒,地震能量釋放最大是在前20秒左右的時候。

這些資訊是從全球(及時)地震觀測網的資料反推出來的結果,在10至20分鐘就可得知所有正確訊息,希望中央氣象署可以跟進,自行計算並提供這些圖表資料,尤其台灣地震如此頻繁,這是希望可以改進之處,好讓中央及地方政府能在第一時間知道損害最嚴重之處,從而制定出救災計畫。

 

Q2. 大家都說地震發生在北部的話,感受到的震度要再加3,例如震度4的地震,台北人感受到的會是7,這是真的嗎?原因為何?

A:台灣各地都有測站資訊(註1),會在地震後提供判讀圖,可看出地震的震動幅度,如一樣在花蓮,6強的和平(左圖)和6弱的太魯閣(右圖),就有明顯不同震動幅度。

而地震波進入台北盆地低速層,如五股地區,會造成多路徑效應,即振幅放大且持久,所以地震震度也許沒有增加,但對生活在盆地裡的北部人來說,搖得特別久這個感受是千真萬確的。加上北部高樓密集,人口眾多,地震發生後討論度也會比較熱烈,無形中自然就比較容易感覺這是一件大事,但看下圖就可知,其實0403的地震在台北五股和嘉義太保是一樣的震度。

 

Q3. 每次地震完都要吵一次的「有/沒有」收到國家級警報,它的運作原理為何?

A:以台南測站(註1)資訊提供的判讀圖為例說明,地震進入台南市的時間,和花蓮地震震央相比已經差了近40秒左右。台灣各地的測站在接收到地震時,都會開始計算地震的震央位置和測站所在地的距離,而據此視需求發布警報,這通常會花上10秒左右的時間,所以收到地震訊息時,因為每個人的地理位置不同,有可能對一些人來說地震已經發生了;但也有可能還沒發生,這些情況無法單一而論,也不代表國家級警報器失靈。

 

Q4. 所以,到底為什麼台灣會一直發生地震呢?

A:大家都知道,台灣就位在板塊交界帶。不管是板塊還是塊體,只要運動速率越快,累積的能量就越多,地震也就會越頻繁,再現周期就越短;正是因為位在板塊邊界,所以台灣這座島的整體運動速率非常快,一路往西邊遞減。所以我們生活在此,就會感覺三不五時就來一個小地震,一段時間就會有大地震;經計算後,台灣島內斷層地震重複週期大約是20到200年。

 

Q5. 台灣最大會發生規模多大的地震?

A:台灣的主要斷層在中央山脈東邊和西邊,這些斷層有長有短而且都連接在一起,所以一個大地震發生,就很容易連動周圍的斷層。之前有人在討論台灣會不會發生規模8以上的地震,單一斷層來看幾乎是不可能的,但是因為斷層會互相連動,譬如說2016年的Mw 7.8紐西蘭凱庫拉地震(2016 Kaikoura earthquake),一下連動了20幾條斷層;又或者是像日本千年來的紀錄最大地震規模也不過約略是8.4,誰會想到忽然就來一個規模9以上的地震(指2011年311強震)。所以理論上再不可能的事情,我們都要先做好準備。

 

Q6. 相較於東部,住在西部是不是比較不用擔心地震?

A:不是,1999年的921地震就是在台灣西部。另外,台灣不是只有中央山脈週遭的南北向斷層,如下圖(註4),台南盆地和台西盆地的斷層帶從海床一直延伸到陸地,隨著台灣這座島嶼的形成而埋在陸地下,2010年的甲仙地震、2016年的美濃地震,都是這種斷層帶的作用。這些地震深度都將近20公里,台灣形成時候的斷層基本上最深頂多10公里,所以深度超過10公里的陸地地震,基本上都是這種斷層造成的。

總之,除了中央山脈的南北向斷層,台灣也有東西向的斷層,例如新化斷層。如果看以下這張「1600-2024台灣地區顯著地震分布圖」,就可看出西部地震最頻繁的地帶在嘉義附近,921以前,台灣規模比較大的地震例如1964年的白河地震、1946年的新化地震和1862年的白河、六甲一帶強震,都屬於這個範圍附近。其中,1862年的強震是有儀器紀錄以前,造成死亡人數最多的地震,有將近1700多人罹難。由這些紀錄可以得到一個結論,嘉義、台南一帶也是非常需要密切關注的地區。

921地震後,餘震持續至隔年6月都還有;可以推想,0403花蓮地震的餘震也還會維持一段時間。其實地震對這座島來說是完全不可能避免的災難,唯有進一步了解它,培養居安思危的習慣,從政府到民間,全民上下一致擁有完善防災減災意識,才能夠和這隻深眠於地底下的大牛和平共處,而不會因為牠的每一次翻身,都搞得大家心驚膽跳。

 

1: https://scweb.cwa.gov.tw/zh-tw/earthquake/details/2024040307580972019

2: 美國地質調查所 (United State Geological Survey, USGS) https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us7000m9g4/finite-fault

3: Toda, S., and Stein, Ross S., 2024, Intense seismic swarm punctuated by a magnitude 7.5 Japan shock, Temblor, http://doi.org/10.32858/temblor.333

4: 國立成功大學地球科學系 楊耿明教授

 

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作者資訊

本文擷錄自國立成功大學防災研究中心、防災國際交流與教育訓練中心共同舉辦的「0403花蓮地震災後預研座談會」,主講人為成功大學地球科學系饒瑞鈞教授,文稿部分由成大防救災前瞻通訊平台編輯部撰寫。

 

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