- 文／馬國鳳、潘昌志（阿樹）
地震可以說是「一瞬間的事」，那一陣強烈的搖晃不過數十秒，卻總帶來令人措手不及的恐慌。位於菲律賓海板塊與歐亞板塊邊界上的臺灣島，板塊運動在你我的腳下地殼不斷累積「能量」，當累積到承受不住時，就會尋找機會釋放出來，於是就發生了地震。
上述概念是地震學者或工作者常用來對大眾說明「地震是什麼」的說法，然而許多人遇到地震學家時，反而更常會問：「那麼何時能預報地震？」只是現在問這個問題似乎還太早了點，雖然預測地震是地震學家的終極目標，但能回答這個問題科學還在發展中，尚未問世。所以我們只能再退回一步的思考：地震是怎麼發生的？又是如何造成災害？
九二一過後，我們可以做些什麼？
民國八十八年的九月二十一日，在接近臺灣島的正中間處，發生了規模7.6的強震。對多數的臺灣人來說，這天是近代地震對人們最深刻烙印，是災民們難以抹滅的傷通，而對一般大眾而言，那一瞬間雖已逐漸塵封到回憶深處，但地震當下的驚恐和對災情的震憾並不會比較少，而對地震研究者而言，地震儀留下的紀錄更成為份外沉重的研究課題。
逝者已矣，重點是活著的人還能做些什麼？以科學角度來看九二一，稍微令人感念的是，臺灣的地震學前輩們的真知灼見，在1990年代推動各種地震觀測站的建設（參見台灣發展地震預警的過往雲煙一文），全臺各地設置了多達九百多部的地震儀，因而留下非常大量又完整的科學資料，這在當時的世界上也是罕見的珍貴資料。
接著，在後續的研究中，也讓科學家見識到超凡的大自然力量：地震造成車籠埔斷層地表破裂，短短四秒之間，斷層北段滑移了十五公尺之多，也就是說幾乎在一瞬間，地表就抬升了相當於五層樓的高度，可見地震的「力量」之大。
再試想一下「摩擦生熱」的基本道理：這樣快速的滑動，斷層面上的摩擦作用將讓溫度瞬間上升到上百至千度，如此的瞬間高溫，讓斷層帶的物質產生物理及化學變化，進而「潤滑」了斷層面，更加大了滑移量和滑移範圍，斷層在地表破裂的長度也長達85公里。這些研究除了來自於地震波紀錄，還包括了地質與鑽井，在震後數年間我們從這世紀末的地震更進一步推進了地震科學。
還不能預測地震，不代表科學家對地震完全無能為力，我們還有些事能做，像是前述我們對車籠埔斷層破裂過程的了解，就結合了地震科學、地質科學、地球物理學的基礎資料收集與研究，科學家才能了解斷層的力學機制、發震機制進一步推估斷層錯動的模式（詳見斷層上的短暫瞬間：動與不動之處），並以瞭解地下速度構造、場址效應的特質，了解地震波傳遞時的行為；我們也才會知道地震波至地表後的振動情況。
防震不是只有「預警」那麼簡單
如果只有研究預測地震這條路，那我們就太「浪費」大自然給我們的訊息了。光是從地震波的資訊，我們就足以發展出地震「預警」的系統（詳見這篇和這篇），不過，這只能用在地震發生當下的爭取逃生，我們還有更多的事情可做，譬如「地震情境模擬」。
所謂的模擬，當然也需基於科學的根據，現今的研究已知斷層面積、滑移量與地震的規模，有一定的尺度關係（這篇關於「潛移斷層」的介紹，有稍稍提及）。所以，以斷層的幾何資訊，就能估算其可能產生的地震規模，接著再代入許多科學數據與假設(包括從力學條件得到斷層在不同區段的錯動量差異，還有用來模擬地震波傳遞過程的地下速度構造等等)，便可得到地震發生時可能搖晃情形與情境。
「地震預警」目的在於提前告警爭取數秒，而「地震情境模擬」並不是在探討地震會在「何時何地」來襲，而是在地震必然發生的前提下，模擬地震情境以判斷不同地點的危險程度。而知道「地震來的最糟情況」去預先做好準備，對一般大眾而言，其實與平常會做的各種保險機制無異，像是遠離風險較高的斷層帶、選擇耐震建物、準備地震包和逃生計畫等等，在日常即有此思維並做好評估補強做起；多了幾秒預警時間的準備，減少大地震帶來衝擊。
如果把預防準備的層級向上提高，就是企業和政府層級。政府可根據情境模擬的結果推估受損和災防搶救方針，也可協助大眾檢視與提升建物的耐震強度。一般企業也可以分析了解其未來面臨地震時，可能蒙受的損失成本（包含因工廠產能停擺而需承擔的經濟損失），使地震危害及風險得以量化，納入其企業決策之中。
百年來的變化 十餘載的啟示
臺灣近百年傷亡最慘重的地震是1935年的新竹—台中強震，其次就是九二一集集地震，所幸九二一地震的發生時間在凌晨，倒塌最為慘重的中小學校舍並未釀成更重大的傷亡。而我們可以發現，雖然隨著科技和建築技術改進，倒塌的情況會逐漸改善，但隨著社會經濟的發展，人口的密度已與百年前不可同日而語，暴露於地震危害中的生命與財產成倍數般成長。
當人們開始淡忘大地震的威脅時，風險正不斷提高中，至此不禁想提問：下一個大地震，我們準備到哪了？
要精準預測地震發生的時間位置，目前還不可能，然而由前段所述的地震預警與情境預估，已有些突破發展和技術整合，接下來我們再談深入一點。臺灣地震模型組織利用地震及地質資料，以機率式地震危害度分析技術，量化未來強地動發生之可能性，提供政府主管機關對重要場址（如：核電廠及學校校舍等）之安全評估。
此外，藉由震源參數拆解分析，科學家可標定造成地震危害的主要震源。根據該震源特性，利用前項所說的地震波模擬技術，考量地震波傳遞過程的物理特性，估算該震源可能造成鄰近或目標地區的震度。政府機關則可根據該地建築物以及人口分布，擬定出因應此地震危害情境之措施，評估各地區之防災設施是否完善（如避難地點、醫院等）。
我們期許當地震來臨時，我們有更完善的準備，正視面對地震可能造成的危害及風險。地震防災工作需要各領域專家共同努力及合作，在科學上挑戰世界性的問題、提出新的理論，同時和世界上其他優秀的地震學家對話，以各國的經驗及資料，一起貢獻人類的地震知識。九二一地震後的十餘載至今，台灣地震學界與世界持續對話，分享經驗及一起面臨挑戰。
科研成果與大眾的距離看似遙遠，然而地震災害本身並無差別待遇，地震研究需要紮實的基礎科學發展，以成就理論知識，有了知識才有更好的防災科技，譬如前述的「情境分析」。後續將與工程及資通科技專業合作，使其能有更有效的防災運用，得以服務人群。地震離我們很近、地震科學當然也離我們不遠，我們期許發揮這些知識，將其帶入科技、走入產業、也走入公部門及企業部門的政策，讓知識發揮更為入世的價值。
本文轉載自震識：那些你想知道的震事，原文為《地震如何致災？科學家如何知災？我們又該如何防災？》，也歡迎追蹤粉絲頁震識：那些你想知道的震事了解更多地震事。
