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   根據聯合國的統計,全球重大天災中致死率最高的是地震,高達35.9%,天搖地動之中逃生機會只有短短數秒,自古以來人們無不聞震色變。尤其近年全球重大 地震事件頻傳,引起不少人惶惶然,不知浩劫何時降臨?於是,有學者專家和業餘觀察者長期以來試圖找到有效的預測方法,希望有朝一日能及時掌握地震預兆,藉 以警示世人,以減少傷亡,但這一天真的會到來嗎?文/楊順發  圖/陳招宗

  大多數的重大地震災害過後,除了災損傷亡的報導之外,總會出現「插曲」新聞,有人指證歷歷在震前觀察到天文異象,諸如地震雲,或者察覺動物的騷動,例如馬 陸成群遷移、蚯蚓集體鑽出地面…。事後諸葛牽扯種種現象,穿鑿附會,一切講究科學實證的學者專家頗不以為然,咸認其尚缺乏科學的印證,恐會誤導視聽,若日 後再發生類似的跡象出現,亦易引起大家的惶恐不安。

假先知的預言不攻自破

  此外,尚有若干自稱先知者,妄言災難的降臨,更常引起社會騷動不安。南投縣埔里鎮一位自稱「王老師」的人士根據易經推算後,提出地震預言,他預言2011 年5月11日台灣時間早上10點42分37秒會發生14級的大地震。他甚至大膽具體預言,台灣會由北回歸線分裂為兩半,170公尺高的海嘯會襲台,台北 101會被震斷成三截。

  「王老師」聲稱為了提供避難地點,向埔里某地主承租土地,搭設近200多間貨櫃屋,陸續存放多項物資,其中包括三年份的米糧。該事件經媒體大肆報導,有人 斥為妖言惑眾,有人嗤之以鼻,但也有人深信不疑,甚至造成一位住在台北市北投區的70多歲男性因擔憂過度,選擇跳樓自殺。然而,到了2011年5月11日 這天,預言卻在民眾與傳媒的見證下不攻自破,當天什麼事都沒發生,一如尋常日出日落,人們照常吃喝。

   語不驚人誓不休的不獨「王老師」一人,義大利一位已故的地震學家拉法埃萊.本丹迪,也曾經預言2011年5月11日在羅馬會發生大地震,但是結果也是什麼 事都沒有發生。既然預言未命中,當事人只好自圓其說,「王老師」振振有辭說係因他發功為台灣祈福,台灣才能平安躲過這次的浩劫。而針對拉法埃萊.本丹迪的 預言,本丹迪基金會的人事後則推說,有關511地震的預言只是網路謠言,並沒記載在本丹迪留下來的手稿中。

   無獨有偶的,日本也有一位常見諸媒體,自稱地震預測專家的串田嘉男,今年8月30日語出驚人,預言一週內,日本關西地區會發生芮氏規模7.9以上的大地震,由於串田嘉男過去幾次有關地震的預言大多失準,因此,當他這次再度預言時,並沒有被認真看待。

   然而,就在9月4日台北時間早上8點18分關東發生一起規模6.9強烈地震,震央在「伊豆半島」外海,距離東京南部大約600公里。雖然這起地震震央相當遠,但東京多棟高樓大廈仍能感覺到搖晃。

   由於這起地震果如串田嘉男的預言發生在一週內,雖地點並非預言中的關西,而是在關東,但人們對串田嘉男的預言開始感到興趣,到底串田嘉男的地震預言所本為何?串田嘉男宣稱他透過電波儀器,測出一種FM電波,在阪神大地震和311強震前,這種FM波都出現過。

    串田嘉男目前擔任民間天文台台長,在日本天文界小有名氣,曾經發現過新彗星。長期以來,串田嘉男持續觀察FM電波活動狀況,作為地震預言的根據。然而東京大學地震研究所研究人員卻不以為然,堅稱以現在的科技狀況,要精準預測地震還很困難。

有心人對地震預測始終不死心

   人們試圖以各種自然現象預測地震,例如電磁場、天氣狀況、地震雲、土壤或地下水的氡氣或氫氣含量、井水水位及動物行為等等,但前述種種論點仍深具爭議性; 一方面是因為資料不足,另一方面則缺乏能證實上述因果聯繫的科學理論。事實上,只要做出大量預測,便容易碰巧言中;尤其在地震發生頻仍的地區,諸如日本、 台灣。大部分的預測方法都基於機率模型;由於大地震鮮少發生,其地點與時間又相當集中,目前學者專家們還是很難鑑定一次「成功」的預測是否只是僥倖而已。

   學者專家指出,首先要把地震預測界定清楚,它指的是預測一次地震發生的時間、地點和規模。地震學家雖然目前仍無法預測地震的確切發生時間,然而,近年對地 下構造瞭解獲致很大的進步,科學家能透過震災危害度評估,提供特定規模的地震在未來數年到數十年之間,發生在某區域的機率。雖然部份證據表明,對某些區域 的地震預報或許有實用價值,然而這些技術的可靠性既未確立,也無法重製,所以地震學家及地質學家一般認為實用的地震預測還是夢想。

   即便如此,但仍有部分學者專家和業餘觀察者,對地震的預測研究始終不死心,總是抱持「濟世」的精神,希望有朝一日能突破技術,就算命中率達三、四成,還是 能幫助世人逃過地震浩劫。常見的觀測方法包括「電磁波異常」、「Demeter微型衛星」、「VAN方法」、「水氡異常」、「前震」、「地震的預先監 測」、「動物行為」…等等。

   「電磁波異常」─實驗證明,岩石在破裂之前,會釋放出電磁波,然而對於如何影響到大的範圍仍有許多疑問;部份研究則認為是岩石內的石英受到壓力時產生的壓電效應所造成;但也有人認為是由於地下水位的改變所引起。

   「Demeter微型衛星」─Demeter(希臘神話的女神得墨忒耳)為地震區電磁放射偵測(英文"Detection of Electro-Magnetic Emissions Transmitted from Earthquake Regions")的縮寫。Demeter衛星由法國國家太空研究中心建造,目前已觀察到某類低頻電磁活動與地震活躍帶的關係,並在2004年9月5日日 本東海地方發生芮氏規模7.1地震前一週觀察到明顯的電離層活動及溫度變化。

   「VAN方法」─係一套由 Varotsos、Alexopoulos 與 Nomicos 三位希臘學者在1980年代提出的地震預測法。此法以埋入地下的金屬棍偵測地震電磁信號(英文seismic electric signals),部份學者聲稱能預測大於五級的地震,震央誤差在100公里以內、震度誤差在0.7個單位內、時間窗口為2小時至11天。

   「水氡異常」─指地下水中氡氣含量的突然大幅度增加或減少。在多次大地震前已觀測到這種現象,其原因可能是地應力的變化使岩石釋放出一定量的氡氣,從而導致地下水中氡氣含量的變化。

   「前震」─發生在相近時間或空間上的一連串地震,依照發生次序可分為前震、主震和餘震,難以判別主震的地震序列稱之為群震。不同型態的地震序列是由於地殼 非均質所引起許多大地震在來臨前,斷層破裂區域的地震活動會明顯的增加,最著名的案例為1975年的海城地震。1976年7月28日唐山大地震造成重大人 員傷亡和財產損失。但實際上該次地震前已有預測,青龍縣就根據地震預測採取措施而避免了重大損失。另一次成功的預測是1999年11月29日的海城岫岩地 震,中國地震局提前一週發佈預測,未傳出傷亡。

   「地震的預先監測」─此方法比地震預測更可靠,其原理是偵測P波;P波在地殼中的傳遞速度快過具破壞力的S波及雷利波,故可先期偵測。此法只能提早數秒 (對於較深及較遠的大地震,或可達數十秒)預測。 現時有一套稱作 QuakeGuard的系統能用這套技術自動應變,以減少人員及財產損失。加州大學的Richard Allen在發表於《自然》的一篇論文中聲稱:在地震發生的前幾秒,可以從地震儀的紀錄中預判地震大小,但它的結果還沒被其它學者認可。

   「動物行為」─根據民間傳說,一些動物能預知地震來臨,特別是貓、狗、雞、馬及其他小型動物;大型動物對此則較不敏感。日本學者也曾對鯰魚的行為進行長期 研究。也有人主張動物的異常行為源於低頻電磁輻射信號。科羅拉多大學的學者證實石英岩斷裂時能藉壓電效應產生電磁活動。這類活動可於震前在斷層線上發生。 中國曾有系統地研究了動物的異常表現,並在1974年12月預測隔年二月發生的海城地震;然而該次預測主要是依靠一系列的強烈前震。關於動物行為的報導通 常模稜兩可;目前還無法證明動物能預知地震,即使動物能感知P波,但地震儀對此更敏感。


不如多花心思在「減災」

   而不管上述任何方法的精準度為何,各國政府咸認,任何學者專家或業餘觀察者對於地震的預測發言都是不妥的,各國對於這方面的發言均有法律上的規範,以免妄 言引發社會的動亂。根據我國「氣象法」第24條規定「…擅自發布地震、災害性天氣之預報或氣象、地震或海象警報者,中央氣象局應命其停止,並限期改善;其 拒不停止或屆期不改善者,處新台幣二十萬元以上一百萬元以下罰鍰;並得按次連續處罰…」。

   只有政府相關的主管機構單位才被賦予發布氣象的權力,但卻也有「突槌」的時候。2009年,義大利拉奎拉地震發生前一個月,一位名叫賈寶洛的實驗室技術人 員,根據地面增加的放射性氡氣排放量,研判會有大地震發生。結果他被義大利民防單位指控危言聳聽,還被移送警方偵辦,罪名是製造民眾恐慌。而就在賈寶洛被 移送的同時,官方的專家在拉奎拉召開會議,大量接受媒體訪問,保證說不會發生地震。很不幸的,大地震果然發生,官方的地震測報中心官員後來遭到民眾指控提 供不正確的資訊,7名科學家被依過失殺人罪名、求處4年徒刑。

   不過,這起判決引起科學界很大的議論,有人認為賈寶洛的預測或許只是巧合,官方科學家站專業素養的角度,以及站在避免民眾恐慌的立場,駁斥預測並沒有錯。 這起事件也再度凸顯地震真的比「天有不測風雲」更難預測,官方實在難為,預測地震耽心引起社會恐慌,沒有預測到地震又會被扣上失職的帽子。

   國內的地震權威學者則表示,既然地震如此難以預料,不如多花心思在「減災」方面。地球表面由七大板塊組成:太平洋板塊、北美洲板塊、南美洲板塊、非洲板 塊、南極洲板塊、印度-澳洲板塊、歐亞板塊,又有若干小板塊,諸如加勒比海板塊、納薩卡板塊、菲律賓板塊等。板塊之間因地函活動會相互推擠,成為地震的主 因。

   台灣處在歐亞板塊和菲律賓板塊之間,亦位於地震、火山活動最頻繁的環太平洋板塊上,地震是避免不了的天災,台灣歷史書上不乏有關大地震的記載,距我們最近 的一次,且大家都親身經歷的,便是九二一大地震。菲律賓板塊不斷擠壓歐亞板塊的結果,使得位於板塊邊緣的台灣地質破碎,斷層密佈,有的已被發現,有的則是 還沒被發現的隱斷層。事實上,台灣沒有一處是能躲過地震摧殘的安全地方。

   專家指出,充其量台灣只能區分受災嚴重和相對輕微兩種區域,像台北盆地的軟質地磐受災情況會相對小一點,台中盆地屬硬質地磐,受災自然會大些。還有處在斷 層的上磐受災一定會相對嚴重,磐下則會相對小一點。這足以說明為何九二一大地震每一個區域受災情形輕重不一,除了距震央的遠近之外,還包括上述因素。

建築物結構設計安全馬虎不得

   不過,受災輕重的主因還必須納入建物本身的結構是否設計不良。學者專家在九二一大地震發生後深入災區,發現不少透天厝和大樓成為「軟腳蝦」,一樓嚴重垮 陷,有的甚至整個一樓樓層被壓扁,二樓反成為一樓。但有的卻只是向前傾毀,一樓還不致於壓扁。經過分析之後,得到的結論是一樓剪力牆(也叫做抗震牆,結構 牆或耐震壁)不足,以致建築耐震度大減。

   學者專家指出,透天厝一樓常被設計成店面賣場,為了讓空間更開放,更寬敞,只靠樑柱支撐。地震發生時會先上下震動,再左右搖晃,於是產生扭力(即剪力), 柱子能撐得住上下的S波,但卻抵擋不住左右搖晃的剪力波,必須靠隔間和四周的剪力牆支撐。店面賣場往往只有三面牆,三角窗甚至只有兩面牆,強烈地震發生時 不垮也很難。

   至於透天厝住家,不少民眾為了方便停車,常把一樓的縱度打深,所以會減少一道隔間牆,並把樓梯方向設計成與房屋平行,不像以前的舊式販厝,樓梯方向與房屋 垂直。加上透天厝騎樓只靠兩根柱子支撐,因此一樓才會被震垮壓扁;樓梯方向與房屋垂直的舊式販厝則出現往前傾的情形。

   學者專家指出,根據聯合國的統計數據,在地震傷亡中有80.5%受難者係被壓在崩垮的建築物下而無法逃生。因此,學者專家大聲呼籲建築師在設計建築物時,務必要尊重結構技師的專業素養,不要為了賣相好及講究機能而大肆縮減剪力牆,使得房子成為「軟腳蝦」。

   至於既有建築該如何減震,特別是大型建築物,乃當前最重要的課題。學者專家建議應加裝減震設計(亦稱隔震,在日本叫「免震構造」),它的原理是利用阻尼器 (又叫隔震器或隔震墊)拉長建築物振動周期及增加阻尼比,以降低地震力對建築物的衝擊。簡單來說,就是用隔震器將地震時建築物的擺動轉換為建築物對地面的 橫向位移,地震能量由隔震器來吸收。如此隔震建築物就大大的降低扭曲及彎曲,也會明顯的降低搖擺程度(地震加速度),因而降低構造及設備的破壞。

   近年來地震頻仍的國家諸如美、日、義、蘇、大陸,無不投入了大量資源進行隔震技術的理論和應用研究工作,已取得了相當的成果。1994年美國北嶺和 1995年日本神戶兩次大地震中,成功的被紀錄到隔震建築物於大地震時結構的地震反應。地震反應紀錄顯示隔震結構受力僅為傳統結構系統的30%,且上部結 構之行為亦可被簡化視為彈性結構,降低樓層間相對變形。