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觀念地球科學I

第390期 2014/12/20

本期摘要

 
好書推薦:

《地震與文明的糾纏

科文書摘

《地震與文明的糾纏》

科文新聞 我們離「預測地震」還有多遠?

《地震與文明的糾纏》
  火山爆發之前,我們有幾個禮拜的預警時間?暴風雪來臨之前,有幾天的預警時間?龍捲風侵襲之前,則只有幾個小時?

  然而,科學家至今仍無法預測未來地震襲擊的時間和地點。全球每年都會發生數千次地震,許多人口稠密的城市處於未來可能發生災難性地震的危機中,死傷人數可能高達好幾百萬。

《地震與文明的糾纏》

  地震學家穆森從事地震研究已有三十多年,他將帶領讀者,在這本極具開創性見解的書中展開一場豐富的知識之旅,掌握關於地震的來龍去脈。

  穆森在本書中深入探索引發地震與海嘯的強大地質作用力如何被揭露。他還解釋了為何某些地方會頻頻招來地震,例如加州、日本,為何有些不太可能的地方,例如香港,也有機會發生猛烈的地震。

  地震真正的危險並非我們所預料的——而是我們預想不到的。檢視地震預測的未來前景,面對全世界最可怕的自然災害之一,穆森剖析了其背後的科學真相,並且展現了當代工程打造防震城市的非凡成就。

  台灣也是全球矚目的地震熱點,讓我們審慎看待這股大自然中最狂暴的力量。

《地震與文明的糾纏》

地震是什麼?

  當他還在納悶究竟發生什麼狀況時,他的椅子開始劇烈搖晃。桌子也在搖晃;瓶瓶罐罐傾倒,酒灑了一地;盤子和刀子紛紛從桌上飛落到地上。如雷的轟隆聲變成呼嘯聲。他想要從椅子上爬起來,但是來不及了,椅子倒下來,把他重重的摔個四腳朝天。廚房裡嚇得半死的奴僕們看到油罐翻倒、摔破而尖叫連連,廚房裡的用具從架子上如雨般掉落地面,很多都摔破了。可怕的噹啷聲和爆裂聲中,不時夾雜著驚恐的慘叫聲。當橄欖油商人試著要站起來時,竟感覺到露臺堅硬的石板彷彿是暴風雨中船上的甲板,一樣顛簸不已。

  突然間,一切都停止了。他腳下的大地又穩固了,除了被嚇得到處飛竄的鳥群之外,天空寂靜無聲。他爬著站了起來。露臺一片狼藉。雖然他的奴僕們驚嚇過度,還在抖個不停,至少沒有人受重傷;事實上,他自己也因大難不死逃過一劫而顫抖不已。損失最慘重的是那些陶器瓦罐,不過,他在屋子的某面牆上還發現了一道以前沒有的大裂痕。幸好,看起來只是牆面的石灰泥爆裂而已,應該很容易就能修補好。

  剛才到底發生了什麼事?他親眼看到的是什麼?至少他可以用一個字彙來形容:地震(sismos,如今所謂的earthquake)。然而,究竟什麼是地震?這個字彙最簡單的解釋,是指他剛才目睹的現象:突如其來的噪音和搖晃。但是這樣只是敘述而已,並沒有說明那是什麼,或從什麼地方來。在一股看不見的力量作用下,什麼樣的過程機制能夠讓大地瞬間晃動?

  答案顯然是:天上的神!廚房裡的奴僕們就是這麼想的,事實上,他們還知道是哪個天神:波塞頓(Poseidon)。波塞頓是海神,暴風雨使海洋劇烈搖晃,所以當大地晃動時,顯然也是波塞頓的傑作。祂一定是在生誰的氣,等一下最好趕緊去附近的神廟參拜祭祀祂,山下的米利都(Miletus)就有一間神廟。天神動不動就施展法術,所以凡人想太多也沒用啦。

  不過,這位橄欖油商人是受過教育的,早就對這種說法心存懷疑。當然,這是宇宙初始創造萬物的神奇力量,但是我們將世上發生的所有事物都歸因於天神施展的神奇力量(很奇怪,天神總是真人不露相),是無法解決問題的。以日食為例,迷信的說法是怪獸把太陽吃掉了——但商人知道,日食是因為月球移行到太陽的前方,而且他可以證明這一點,因為利用這項知識,他早已能夠預測日食。

  因此,地震同樣也應該有自然的過程隱含其中,而不是波塞頓揮舞著祂的三叉戟,作法施展不可知的神奇力量。問題是,首先,這個自然的過程是什麼?再者,我們要怎麼把它找出來?從零開始,如何展開研究,一時還真毫無頭緒。

  天文學反而比較簡單。我們每天每夜都可以觀察太陽、月球和行星的移動,進而獲得許多資料,從中發現一些重要的模式——希臘人對此產生興趣之前,埃及人早已經在觀察星象了。但是,什麼樣的資料才能解開地震的難題?

  橄欖油商人把椅子扶正,坐下來,試圖回想他剛才所經歷的一切。他還約略記得事件發生的先後順序,即使他毫無防備且嚇得半死,而難以理性的仔細觀察。這是他第一次經歷這種狀況,很可能再也沒有機會遇上,可以把情形記錄得更詳細。

  他曾聽說過其他地震的故事,是在愛琴海周圍發生的。如果他能列出這些地震,會不會有幫助?如果知道在第三十四屆奧運期間,在斯巴達曾發生地震,會不會有用?如果真的有用,為什麼這些資料會有用?還有什麼會和地震有關?是不是某些行星跑到了什麼特殊的方位?天氣呢?和這些有關聯嗎?

本文為節錄,完整內文請見《地震與文明的糾纏》

■ 我們離「預測地震」還有多遠?

科學新聞由Pansci.tw泛科學提供

  文/擁抱自然 潘阿樹

今天我們該如何看待「地震預報?」
  雖然以科學的角度來看,地震預報目前還尚未有突破性的發展,但我們也永遠不會放棄地震預測的希望。坊間有許多努力預測地震的民眾,以防災的觀點,這是個立意良善的態度,但實際上即使真的有任何可以預測的方式,我們將會面臨到與氣象預報一模一樣,甚至更棘手的問題。

  首先是預報與防災應該怎麼結合。即使數值氣象預報已應用了數十年,現今的防災或地方單位還是難以直接利用氣象預報的結果,來進行決策;經常聽到:「颱風放假(不放假)是根據中央氣象局提到的資料決定。」但有時天氣狀況出現誤差時,氣象局就會受到責難。而就目前能預測地震的手段,誤差往往比颱風登陸路徑或侵襲時間還要大許多;當然我們一定也沒辦法接受,連續好幾天撒離家園附近,結果地震沒來的情況,萬一發布地區在旅遊名勝附近,要是出現誤差,當地的商家也會氣的跳腳。

  另一個例子,就是在2009年L’Aquila附近發生大地震前,當時有一位科學家Giampaolo Giuliani發現地下水氡氣含量變化異常的現象(非直接測量氡,而是氡釋放出的放射線),提出了大地震的警告。而後,當地也發生了前震,然而官員與國家委託研究的科學家並不認為這是個前兆,並召開了記者會告訴大家不要驚慌,不過在記者會中,官員隨著媒體起舞的輕浮的態度,讓民眾忽視了地震威脅。也因而在2012年底被處6的徒刑(原求刑4年),雖然地震無法預測,但這個判決其實並非針對無法預測的地震的缺失,而是輕忽災害威脅的官員,加上與大眾和媒體粗劣的發言讓民眾更加誤解導致。

文中提及311地震前兆研究文獻:
A. Kato, K. Obara, T. Igarashi, H. Tsuruoka, S. Nakagawa, N. Hirata, Propagation of Slow Slip Leading Up to the 2011 Mw 9.0 Tohoku-Oki Earthquake, Science, vol335, 705(2012)

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