
五十一年前,台灣新竹地區一次地震裡,有三千多人死亡。一九二三年九月一日日本關東大地震、一九七六年七月廿八日中國大陸唐山大地震、一九八五年九月十九日墨西哥大地震……,都在沒有任何預警中,死傷人數一下子超過十萬。
根據學者的分析,未來十年內,世界上六個最可能發生大地震的地區有:台灣、日本、墨西哥、土耳其、美國加州和印度,而台灣排名第一。
大地震周期真的又到了嗎?
根據統計,全世界每年平均發生三萬次以上的地震,小至人感覺不到、大至可以將整個都市毀滅,其中無感與輕微地震佔了絕大部分。

六個黑點為被專家斷定未來最可能發生大地震的地區,由左而右是土耳其、印度、中華民國、日本、美國加州、墨西哥。(傅君)
以「下」犯上
因此,不少生活在地震帶上的人,一輩子沒碰過大地震;但對於那些有過慘痛經驗的倖存者而言,地震的預報卻如同喪鐘。
日本關東大地震後,政府曾試辦地震預測,結果並不十分準確,災民卻有如驚弓之鳥,一聽到預測消息,立刻人心惶惶、物價飛騰,社會秩序大亂。
一七○五年,英國求生會的米徹爾預言,當年四月四日將發生大地震。但在二月及三月就連續發生兩次地震,倫敦有廿五萬人陸續逃到外地;四月四日當天,十萬人聚集在空曠的海德公園,以求安全。
倫敦主教施洛克要求大眾贖罪,他的講章瞬間售出十萬分,還有人因為賣「地震丸」、「地震袍」致富。
結果那天平安無事,米徹爾被送進了瘋人院。
來無影、去無蹤的地震,讓人談之色變,它究竟是怎樣發生的呢?在古時,這個問題並不難解答。我國相傳地底有隻大土牛,小地震是土牛毛騷動;大地震是土牛翻身,換個姿勢。
愛吃生魚片的日本人說,地底有隻大鯰魚,鯰魚的鬚擺動,就有地震。
西方雖然沒有類似的說法,但聖經中屢次提到大地震,在他們心目中,地裂山崩自是不可解釋的神力。

台灣發生的地震以東部最多。(傅君)
東部縱谷不見了?
科學發達後,人們已有了新的解釋。一九一○年德國科學家韋格納提出「大陸漂移」和「板塊運動」的說法,為許多地球科學家採信。
大陸漂移說,假設地球表面(地殼)分為六大板塊和幾個小板塊。一億五千萬年前,各個板塊彼此相連,像個圓形的腦殼,有嵌合接縫;板塊上又各有許多小裂隙,即是斷層。
板塊底下的地函(地殼下的部分)是「軟流圈」(Asthenosphere),板塊在上面就像溜冰一樣,沿著接縫以「慢動作」滑開來,每年滑開四、五公分,久而久之,便成就了今天的五大洲、三大洋。
如今板塊仍在緩慢滑動,有裂隙的地方也不停地彼此推擠、磨擦、翻動,並且放出能量使地面振動。移動的規模越大、放出的能量越大,波及地面,就形成勢如破竹的大地震。
大陸漂移說也解開了同一地點反覆發生地震之謎。台灣地區以東部地震最頻繁,因為它位在歐亞和菲律賓板塊交會處。
「四萬年後,東部縱谷會消失」,這並非危言聳聽。道理在菲律賓板塊擠壓歐亞陸塊,歐亞陸塊毫不讓步,前者遂斜下嵌入後者下部,把歐亞陸塊抬起成平均三千多公尺的中央山脈。如此僵持下去,不但東部地震將終年不斷,縱谷也會被擠成峻嶺。
如今縱谷附近的玉里斷層,拜板塊擠壓之賜,成了台灣地質學家做地震研究非來不可之處。

從事了廿幾年地震研究工作的老將——徐明同博士。(傅君)
水能消除大地震?
近幾年還出現駭人聽聞的「人為地震」,地下核爆固然是主因,令人不解的是,許多原本平靜的地方,在設置水庫後,也地震頻仍。美國科羅拉多州山區,在工業廢水匯成湖後,便常有輕微地震。
科學家對這個現象的解釋是:水有潤滑作用,大量滲透到地底後,地下斷層即產生錯動。
研究人員由這個發現中得到靈感,就在多震之處,分次灌進大量的水,潤滑地塊,如此雖然會有多次小地震,卻可免去大地震的威脅。
對一般人來說,小地震無傷大雅,大地震才可怕。但是大、小之間,究竟如何區分?
一九三五年,美國地震學家芮克特,發明瞭「伍德——安德森」儀器,計算地震放射能量大小的公式,並依強度分為九級。這個公式,被世界奉為計算地震規模的圭臬。

我國震度分級 1986。(傅君)
九級地震還未出現
現代科學家根據古籍記載推算,自古以來八級以上地震,平均十年有一次,以伍德——安德森儀器計算起來,威力相當於一千顆原子彈。所幸地震發生地點多在地底下(最深可到七百公里處),傳上來威力已減弱許多。最該慶幸的是,至今仍未有九級地震出現。
芮氏的九級地震規模,常令人與震度分級混淆。
由於地震發生後,它所放射的能量(規模)永遠不變,但它對各地造成的破壞不一,有些地方則根本感覺不到,毫髮未傷。人們依它對各地的破壞分級;我國分六級,日本分七級,也有國家分十級、十二級不等。
「芮氏地震規模與地震破壞力的分級就像一百燭光的燈泡,依距離不同,而有不同的亮度,在一公里外則根本見不到它的亮度」,地球物理博士徐明同比喻。
測量地震位置的儀器,比計算強度的儀器出現時間要早得多。拔得頭彩的是我國東漢張衡在西元一三二年發明的候風地動儀。張衡任過太史令,不但掌管天文,也管地震紀錄,為了掌握各地發生的地震情報,他才發明瞭地動儀。後漢書記載地動儀「以精銅製成,圓徑八尺,合蓋隆起,形似酒尊。」
「在今天看來,地動儀是個很簡單的裝置,只能測遠處的強震,若當地發生大地震,恐怕自身難保」,徐明同說。
現在一般常用的地震儀,是日本在明治維新時研製成功的。當時不少物理、機械科技人才被網羅至日本,這些科學家從小生長在沒有地震的地區,到了日本這多地震的國家,覺得好奇,於是合作發明瞭地震儀。

描針不規則移動,有地方發生地震了!」中研院地球科學研究所所長葉永田指著像卷筒的鼓形紀錄器說。(傅君)
地震儀各司其職
但是,這種初期的儀器仍然十分粗糙,對於地震時地表的運動以及對時空的影響,它都束手無策。
如今地震儀器已漸漸「多樣化」,可以各司其職。除了專測地震發生地點的地震儀,還有專司地震速度的「速度型感應器」、測大樓擺動情形的強震儀、只能感受近距離的短周期地震儀、只感應無感地震或大地震的地震儀……。
「這些精密儀器共同的特點是『靈敏』,因此經不起噪音干擾,必須裝設在僻靜地區」,中央氣象局地球物理科科長李白華說。
二次大戰後,美國為了探測地下核爆,在世界各地裝置了可在短時間感應遠距離的長周期強震儀,形成一個「世界標準測震網」,我國在大屯山也裝有一部這種儀器。
台灣距離墨西哥有一萬八千公里,但是九月十九日墨西哥大地震發生僅僅十六分鐘後,中央氣象局強震儀的鼓形紀錄器的描針,便在紀錄紙上呈不規則的劇烈跳動。
目前中央氣象局地球物理科是我國唯一預測地震的行政單位,在本島與蘭嶼、琉球共裝置了廿三個測站,以電腦連線,將結果送回中心。

描針不規則移動,有地方發生地震了!」中研院地球科學研究所所長葉永田指著像卷筒的鼓形紀錄器說。(傅君)
台灣地震次數首屈一指
根據測試的結果,台灣的地震平均一天發生四次,在地震帶上名列前茅。而地震學家根據地震史料,並配合地質環境、板塊構造,選出未來十年,世界上六個最可能發生大地震的地方,台灣在這個排行榜上又名列首位,堪稱雙料冠軍。
對深受地震威脅的人來說,最要緊的也許不是如何測量,而是如何預測地震,以減輕災害。
「所謂預測,是要能說出地震發生的時間、地點和規模大小。到目前,地震預測還無法達到這種地步」,中央研究院地球科學研究所所長葉永田說。
古人集千百年經驗,曾經流傳許多預測地震的說法。尤其我國是世界地震最頻繁的地區之一,有關地震的記載史不絕書。旅美學人、南加州大學地球科學博士鄧大量,就曾參考古書的記載研究地震癥兆。

以今人眼光看來,張衡發明的候風地動儀,只是個類似槓桿定理的簡單裝置。候風地動儀已失蹤,此圖是後人根據後漢書記載所繪。(牛頓雜誌社提供)(牛頓雜誌社提供)
山雨欲來風滿樓
「舊唐書」記載,開元廿二年二月十八日當天秦州地震:「秦州百姓聞西北地下殷殷有聲,俄而地震。」
「成化實錄」中也寫道,一四六八年四月四日,廣東涼州府夜四更地震,未震之先,有聲從西南起,遂大震,既而復震,良久乃止。
地震發生的聲音,被稱為「地聲」,鄧大量做過實驗,確定地震會有高音波發生,與撕破紙張、發出聲音同理。
兩千年前,寧夏省就有「寧夏地震,春冬居多,若井水渾濁,寧犬同吠,得防此患」的說法,鄧大量據此製造了「渾濁度儀」,用來測量地震前的井水變化。
就像白蟻對雨天產生感應,紛紛出現;地震前動物行為異常的例子也很多。
唐德州八年,陝西省長安地區發生大地震,事後史冊上記道:「震前,巢鳥驚飛。」
唐代的開元佔經也說「鼠聚朝廷市衢中而鳴,地方屠裂」……。
這些徵象雖然確有其事,但卻不一定每次都會出現,所以科學家將注意力轉移到地震來臨前一些特殊的物理現象。
一九六四年,日本新瀉地區地盤下降,不久就發生大地震,後來科學家研究,確定地殼大幅度變動,是大地震的前兆。
同樣在廿世紀,俄國科學家在加爾姆地區,發現水井的含「氡」(放射性氣體)量,在大地震前增加,在許多國家也陸續有相同的情形。

大樓愈蓋愈高,防震設施愈重要。
摸清板塊脾氣
接著科學家又發現地震前後,地磁、地電、重力……都有不同。研究人員興奮地驗證結果,仍不免大失所望,這些情形也因時因地而有無。因此,上窮古人的「秘方」,下至地震來臨前的任何動靜,仍是今天科學家地震預測研究的範圍。
國內地震研究肇始於一九六○年中央氣象局的徐明同博士,他發表了許多有關台灣地區地震的研究報告,但限於人力單薄和工具的不足,偏向於較大地震的研究。
一九七一年,中研院地球科學研究所的前身——地震研究中心,由國科會資助一群旅美學人成立,地震研究才上軌道。
目前除中研院地球科學研究所,中央大學的地球物理系所也做地震研究。地震工程方面,則由台大地震工程中心和各大學土木系相互切磋。
中研院在全省設置廿三個測站,七十個強震儀,組成一個緊密的網;大型研究則多與國內或國外單位合作。
台灣許多地震震源都在東部海底,至於東部海底的地殼、結構、板塊運動情形,卻成了「漏網之魚」。
直到去年六月,中研院才在國科會與美國國家科學基金會的經費支持下,與中油、台大海洋研究所和美國夏威夷大學合作,在東部海底裝設了十具海底地震儀,希望能摸清菲律賓板塊與歐亞板塊的「脾氣」,也更明確瞭解東部地震的分佈。

新竹大地震中,最不耐震的磚瓦房全軍覆沒。(羅文賢提供)(羅文賢提供)
核能電廠「圍阻體」令人眼紅
前年中研院和美國柏克萊大學在羅東設立「強震儀陣列」——距離三公里就設一個地震儀,進行地毯式掃描,測知地震加速度情形,作為水壩、長跨橋、核能電廠等大型建築物耐震設計的參考。
去年三月,台電與美國電力研究所投資八千萬元,由中研院地球科學研究所提供人力,在羅東強震儀陣列附近,設立兩個核能電廠圍阻體的模型。
「圍阻體」是原子反應爐的屏障,包圍在原子爐外層,反應爐爆炸時,可減弱輻射線的外射,它的耐震力遂成建築核電廠重要考慮之一。
「這是世界地震帶上僅有的核能電廠模型,對核能廠的抗震研究有重大意義,也令不少國家『眼紅』」,中研院地球科學研究所副研究員王錦華說,它對未來國內核能發電廠廠址的選擇也有幫助。
因為國內核能廠都選擇蓋在堅固的岩磐上,但台灣適宜興建核能廠的岩盤,在核四廠預定地之後已不易尋到;羅東是軟土質,剛好可試試在軟土質上,圍阻體能否通過地震考驗。
電腦被五花大綁
研究地震預測固然重要,又不如研究減輕地震災害的方法那麼實際。不久前,在台北舉行的中、美、日三國「維生線」會議,就討論了許多減輕震災的作法。
鑑於電腦的地位日益重要,美國IBM公司防震設計顧問張一匡,特別探討了如何在地震時,保全存放鉅量重要資料的大型電腦。他的構想是讓電腦機房與地震隔絕,讓房子在彈簧等防震材料上,藉「浮動」避震。目前大多數地方,包括我國,都只能將電腦「五花大綁」固著在地上。
日本學者則對「維生線」——有關交通、給水、汙水、瓦斯、電力、電線、電話線的輸送系統,特別有心得。
他們把都市的維生線比喻為人體的血管、神經、消化、排洩系統,如果震壞了,後果不堪想像。
「就像油管、瓦斯管斷裂,很容易引起大火,但因為同時也斷水,根本無法救火;又如汙水系統假如被破壞,汙水很可能流入給水系統,引發傳染病」,台大地震工程研究中心主任陳清泉舉例。
當年關東大地震,使多年的經營建設在一夕間化為烏有,這個前車之鑑日本人至今不忘。
古人做的比我們好
我國雖「忝」列為地震次數最多的國家,大眾防震體系卻很零散,因為台灣地區自有地震紀錄以來,最嚴重的新竹大地震(七點一級)發生在日據時代,彷彿年代已經久遠,因此在防震工作上,反倒不如古人有心得。事實上,防震工作是日常生活中可以隨時做到的,建材的選擇就是其一。
我國人民用木板、葦、席、草做材料建屋,以防地震的例子,不僅史書,現實生活上也歷歷可見。
台灣淡水有些城牆是用竹子和木類等材料建成。建築師公會理事長白省三解釋,用竹木建材,除就地取材之便,重要的是竹木柔韌、質輕、耐震性高;多地震的雲南常採用荊條、木筋草編牆,實乃異曲同工。
相對的,我國黃土高原一帶資源匱乏,自古居民即挖山壁成窖洞居住,有史以來在此發生的幾次七級以上地震,死傷都超過十萬。六十七年的唐山大地震,更超過七十萬。
骨牌遊戲
不少人擔心,今天高樓愈蓋愈高,建材也和以前用的不一樣,地震來時,會有什麼後果?這回在墨西哥發生地震時,許多十到十五層的大樓就像骨牌一樣,紛紛倒下。
「事實上,只要不偷工減料,遵守建築技術規則,如今的鋼筋混凝土就是最耐震的建材」,白省三說。
墨西哥市地震的災情慘重,泰半要歸諸於地質上的先天缺陷;由於它奠基在一個史前湖床上,地質多砂,地下水豐富,這種脆弱的沉積層遇上地震,會放大地震波,與高樓產生共振,才產生高樓如山倒的情形。當然光憑鋼筋水泥仍然是不夠的,必須經由各種耐震研究,來鞏固大樓。
目前中研院在台北的中正紀念堂、台電大樓、希爾頓飯店……等大型建築物上都設有強震儀,研究地震對建築物的影響;台大地震工程中心也做建築物耐拉力等各項研究。
這些研究目前還沒有定論,倒是日本建築的耐震程度,已在墨西哥大地震後不久,得到了初步的驗證。
先天不良,後天豈可又失調
去年十月四日晚上,有一規模六點二級的地震襲擊日本,涵蓋的地區有三千萬以上的人口,結果竟沒有任何死亡,也沒有建築物出現裂紋,連日本首相中曾根康弘都驕傲地說:「日本通過了地震的考驗。」
據說日本已經模擬出在不同形式的震波侵襲下,每種建築物擺動的方式,和所能承受的破壞力。
台大地震工程研究中心主任陳清泉記得,有一位鋁門窗公司的老闆,來問他有關地震的事情,希望能做出耐震的鋁門窗。陳清泉認為,生活在地震帶上的人,都應該有這樣的防震觀念。
不怕一萬,只怕萬一,防震與預測工作同等重要,尤其台北市也是古湖泊沉積地質,「像我們這種『先天不良』的地方,總不能再『後天失調』!」陳清泉說。
地震時應注意事項:
(一)在室內者應立即熄滅火種、關閉電源以防火災,因為一旦水源設備損壞,滅火效力大為減低,大火一發,不可收拾。
(二)跑至室外空曠地方,若無法逃至室外,應選一堅固、高度較矮、重心穩定的傢具下躲避,以免被落物擊傷。
(三)高樓居民逃離時,切忌爭先恐後,否則容易跌倒被踏斃。出口擁塞、來不及逃離時,勿靠近窗口站立,儘量躲在牆柱下。
(四)不可躲在小巷、牆邊、河邊、海堤或山崖附近。小巷屋頂瓦片、廣告招牌容易掉下來,沿著磚牆、土牆、石牆跑也很危險,這些牆容易倒塌;河邊或斷崖則容易發生土崩、地裂。
(五)沿海居民應疏遷至高地以防海嘯;地震發生後的二小時之內,都可能發生海嘯。
(六)水庫下游居民,應防水庫崩塌引起山洪。
(七)大地震後接著會發生很多小地震(餘震),雖隨時間逐漸減少、減弱,但仍應慎防。
(八)大地震發生後,應注意收聽電台、電視播報。