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李柏昱 | 國立臺灣大學地理環境資源學系
「冬十一月，地大震。廿三日，雞籠頭、金包裏沿海，山傾地裂，海水暴漲，屋宇傾壞，溺數百人。」這段出自《淡水廳誌》的文字，記錄 1867 年基隆地區的地震與海嘯，雖然僅是寥寥數語，但在地震觀測進入有儀器記錄、客觀的「歷史」時代前，這樣的文字敘述是地震發生過少數的重要證據。本篇專題邀請到健行科技大學鄭世楠教授，帶領大家穿越歷史，回到那些早已湮沒的過去，從古籍的字裡行間，抽絲剝繭找出古地震塵封的裂痕。
大地的遙久傷痕－活動斷層
地球本身有癒合能力，鄭世楠教授舉例，地表就跟人的皮膚一樣，受傷後會結痂，如果這次受傷較深，下次很容易就從這邊發生撕裂傷。這些地球結痂的地方，就是「活動斷層」，找出這些斷層，並計算每次破裂之間的週期，地質學家就能掌握下次地震可能的時間。
但是，地震的再現周期對人類壽命而言太長了，經常是數百年到數千年。相較之下，台灣從荷據時代開始有歷史文獻紀錄 400 年，有地震儀器更只有 100 年，直到 1897 年第一部地震儀才由日本人所引進。此時，古地震便成為提供斷層活動週期重要的調查方法。
在進入儀器觀測時代之前發生的地震，都可列入「古地震」的範疇，其中可再分為「歷史地震」與「地震考古」，歷史地震指有歷史文獻紀錄的地震，時間尺度距今上百年到上千年；地震考古則利用化石定年、斷層槽溝等方式，找出年代更為久遠的地震，時間尺度可達上百萬年甚至是上億年之久。
字裡行間的地震紀錄
台灣從荷蘭人登陸開始了歷史時代，當時荷蘭東印度公司每日都有詳細的經營記錄，保存在《熱蘭遮城日記》（De Dagregisters van het Kasteel Zeelandia）中；清領時期則有各地官員災後上書朝廷申請賑災款的奏摺、地方縣誌或是文人遊記，晚清還有各國領事、報紙、貿易報告等記錄；此外，各地信仰中心的廟宇，經常是保存當地文史資料的重要資料庫，也是地震歷史紀錄的重要來源之一。
歷史文獻無可避免的必須考量其中記錄者的主觀意識，例如只有有感地震會被記下；而在人口稀少的地區，地震記錄也會較少。比方說，台灣開發由南往北發展，如果翻閱早期的地震記錄，台南紀錄的地震比其他地區都更多，但這並不代表台南地震最多，而是當地的文獻紀錄最久。此外，不少文獻會因為氣候潮溼而腐朽損壞，或著隨著保存的廟宇翻修而遺失，這些問題都會成為研究古地震的障礙。
另外，台灣由於政權更迭，許多地名在歷史潮流中屢次更換，也會因記述者的語言不同而改變。鄭世楠提到，1867年基隆地震時，當時上海租界區裡的外文報紙有報導這次地震，提到一個地名「Palm Island」，當時找了許久，才知道這個「棕櫚島」是指現今基隆和平島，但是在漢人社群中則稱社寮島；另外也有記錄提到「Pa tsien na小鎮損毀嚴重」，Pa tsien na指的又是哪裡呢？這是士林的舊名八芝蘭（Pattsiran），為平埔族「溫泉」之意，而後漢人再加上表示林野的「林」，合稱為「八芝蘭林」（Pattsiran-na），日據時期才改稱為士林。
為了研究地震儀尚未問世時的古地震，歷史文獻的交叉比對仍十分重要。歷史資料越多，就能評估各地地震的災害程度，並建立等震度圖，由於越靠近震央災害越慘重，按照經驗式比對，地質學家能按照災害的範圍估算地震規模。等規模與粗略的震央位置訂出來後，檢視附近有沒有現在已知的活動斷層，利用電腦進行類似地震規模的模擬，再與文獻記錄進行比對與考證。一旦有一定的吻合程度，就可以確認當時的地震規模與震央位置。
地震防災善盡人事
與其他災害不同，台灣有很多斷層在歷史中還沒發生過強震，相當危險。但是國家進行建設發展當然不可能等蒐集完幾百年的資料再來進行，各國多半是用短期的觀測資料，透過假設、外推，並設定一個安全係數導出防震規範的標準，再根據這個標準進行設計。
研究歷史地震的重要性就在於，當要評估時間尺度這麼長的問題時，歷史地震或地震考古的相關資料，能進行進一步的佐證，並設法延長有把握的地震觀測史，提供更為客觀周全的耐震標準。未來國家重大建設進行時，耐震係數就能依照現有的資料，計算出一個客觀的、科學的數據，讓主事者依據這個資料以及法規進行建設。
當然，地震觀測資料會與時俱進，標準也會一再改變，趨於嚴格，不用再於事後批判建設當時的錯誤決策，因為當時已經盡力做到當時已知最嚴格的標準。比如說，921地震以前台中石岡壩施工時，就有挖掘到車籠埔斷層，但是相關觀測資料不足，認為該斷層並不會錯動，中部地區的建築防震規範也偏低。
歷史地震猶如時代久遠的犯罪現場，現代福爾摩斯必須從浩瀚古籍的字裡行間中，找出地震發生過的證據。很多時候，對於古地震的位置、規模，甚至到底有沒有這場地震，地震考古學家莫衷一是。這些懸而未決的歷史懸案，何時能解？（本文由科技部補助｢新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣｣執行團隊撰稿）
本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「專題報導」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊，也有臉書喔！
責任編輯：鄭國威｜元智大學資訊社會研究所
