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離人心上秋意濃,清晨地上蚯蚓多:為何秋天經常有大量蚯蚓出沒?跟地震有關嗎?

YTLai_96
・2017/11/03 ・3189字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 498 ・六年級

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時序進入秋天,氣溫漸漸下降。在台灣的中南部和東部,夜裡微涼的秋意總為清晨帶來滿地的露珠——還有滿地的蚯蚓。

然後就會出現像今天(2017.11.03)這樣的新聞。

蚯蚓亂走,是因為地動山搖?

蚯蚓平常躲在土裡或地表的枯枝落葉腐植層裡,突然大量爬出來經常讓人感覺不祥。如果是下大雨後成群爬出地表,目前推測應該是耗氧量較高的特定種類因為在積水土裡缺氧,或者是要躲避自己趁著大雨大量排出的含氮廢物的緣故;但是如果沒有下什麼雨就有蚯蚓大量爬出,這個現象就經常繪聲繪影的和地震發生連結在一起。

由於日本也是地震的好發國度,因而也有研究人員試圖找到地震和蚯蚓大量爬出到地表之間的關聯。日本學者池谷元伺研究團隊認為地震會造成某些地球物理或化學因子的變化,因此以這些因子測試多種動物,並發現實驗動物的確表現出地震前被目擊的異常行為。例如地震前的地磁和地電流會產生變化,於是利用斷層電磁模式計算出地震產生的電流強度,用這樣的強度刺激養殖箱的蚯蚓,的確導致蚯蚓大量爬出洞穴並產生聚集現象。

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除了電磁與電流之外,地震前可能產生的其他土壤變化也可能導致蚯蚓爬出洞穴,例如地下水位上升淹沒蚯蚓的隧道造成如同下大雨後的缺氧、也可能是地底如硫化氫等具刺激性的化學物質分佈改變等。

  • 流言追追追也曾經探討過這個傳聞,但是結果都不支持地震會引起蚯蚓大量爬出。話說回來,選用的蚯蚓都是大量人工養殖、自然狀況下不住在土壤中的表層型,其實又跟地震可能造成的影響更少了點關聯。

不過問題在於,上述這些地球物理或化學因子的變化,並不一定只能由地震產生;而蚯蚓大量爬出到地表的行為,也不只有這些從地層深處啟動的地球物理或化學因子才能觸發,從地表造成的變化如特定頻率的震動、化學物質的滲入沖洗、乃至地面而來的電流,也都能夠讓地下的蚯蚓大量爬出到地表。

既然蚯蚓大量爬出到地表不一定是由地震造成的地層深處變化所引起,目前也沒有證據顯示地震前後或發生當下一定會引發蚯蚓大量爬出至地表,因此,非雨天時蚯蚓大量爬出至地表與地震之間就難以成立因果關係,遑論用來預測地震了。

每年秋天都會出現的蚯蚓大量爬出現象

近年來,由於網路媒體和智慧型手機的興起,人人都能夠及時拍下影片扮演記者的角色,也因此每年總有數起非下雨天蚯蚓大量爬出至地表的網路新聞,而且無論是記者撰稿或民眾受訪,總也有人以擔憂的語氣提及恐怕有地震來襲的可能。

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有趣的是,若是回溯過去六十年來台灣地區各家主流報紙,在 1999 年 921 大地震後的這 18 年來,幾乎每年都有數則新聞報導蚯蚓大量爬出至地表的事件,但在 921 大地震之前從未有過任何蚯蚓大量爬出至地表的新聞。與其認定是 921 大地震開啟了台灣地區蚯蚓在非雨天時大量爬出到地表的習性,不如說是因為 921 大地震震得人心惶惶,於是之後只要看見蚯蚓在非雨天時大量出現在地表這種看似異常的現象,就會提心吊膽大肆傳播一番。

19991103 中國時報第二十一版 屏東潮州潮昇國小蚯蚓大量出土。
20011012 聯合報第十七版 台中梧棲文華街人行道遍布蚯蚓。
20060530 聯合報 C4 版 蚯蚓雨後趴趴走 雲林縣虎尾鎮惠來里。
20101023 聯合報 B2 版 南投竹山竄出蚯蚓群爬滿路上。

更妙的是,若分析過去這些蚯蚓大量爬出至地表的報導,其中提到的地點和時間分佈很顯然的都與地震無關。

以發生地點來看,這些報導中的事件地點絕大多數集中在台灣中部、南部與東部,北部與東北部地區、尤其是地震頻繁發生的宜蘭地區反而少有報導。以發生月份來看,這些報導中的事件發生月份則是集中在十月和十一月,這兩個月份的累積次數分別高達 22 次和 15 次,近幾年的網路新聞影片也可以看到一致的發生月份傾向。

相較之下,其他發生月份累積次數皆各不超過 5 次,此外還有六個月份從未有蚯蚓大量爬出至地表的事件發生。這樣在月份上如此不平均的分佈樣態,合理推測應該和隨機發生的地震無關,而和季節和天氣狀態息息相關。

921 大地震至今的新聞報導中,非雨天時蚯蚓大量爬出至地表的發生地點分佈圖。
921 大地震至今的新聞報導中,非雨天時蚯蚓大量爬出至地表的發生月份分佈圖。

此外,根據過去的研究與近年來的幾次調查,這些非雨天時大量爬出至地表的蚯蚓種類都是同一種蚯蚓——土後腔環蚓,而非多種不同蚯蚓的集合。若是與地震相關,照理說應該會影響整個區域的所有蚯蚓種類,而非僅僅影響特定種類的蚯蚓。

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正巧,土後腔環蚓在台灣的分佈也是以中南部和東部為主,北部相對的就比較少見,這也和蚯蚓大量爬出到地表的地點分佈吻合,又加上這類大量爬出至地表的事件幾乎都發生在十月和十一月,因此這樣的行為應屬於土後腔環蚓的特殊習性,解釋起來最合理。

土後腔環蚓 Metaphire posthuma。體色偏深、受驚擾後僵硬蜷曲成團是顯眼的特徵;此外,一對雄孔和前後體節各一對的乳突也是不難觀察的重要鑑定特徵。釣具店販賣的黑蚯蚓多為此種。

土後腔環蚓為何大量出土,早有答案卻無人問津

其實,早在 921 大地震後的數個月,為了平息當時蚯蚓大量爬出事件在震後造成的人心惶惶,特有生物研究中心的兩位研究員就已經在屏東幾個蚯蚓大量爬出的國小收集資料,並在 2002 年發表了研究成果。

他們的研究結果顯示,爬出到地面上的蚯蚓數量和地震的關聯並不顯著,蚯蚓大量爬出的事件也和往後 25 天內的有感地震沒有關聯,因此沒有預測地震的能力。不過,蚯蚓爬出數量倒是和地溫、相對濕度、還有日照時數有明顯相關。當地也有其他的蚯蚓種類,但就是只有土後腔環蚓會這樣大量的爬出到地表,因此應該是土後腔環蚓的特殊習性所致。

根據這樣的研究結果,詳細一點的解釋就是:

土後腔環蚓在夜間活動時可能會探出到地面,若是夜間氣溫偏涼使地溫高於氣溫,再加上氣壓越低、空氣相對濕度越高,則土後腔環蚓越是可能大批到地面活動覓食。

直到太陽升起,空氣相對濕度迅速下降、氣溫上升,土後腔環蚓才會鑽回地下躲藏,如果白天正好是陰天或微雨,那麼回到土裡就更是拖拖拉拉,時間也更晚。在十月與十一月間台灣中南東部開始轉涼時,正巧符合土後腔環蚓夜間爬出至地表活動所偏愛的天氣條件,這樣的習性之下,只要土後腔環蚓躲回地底的時間稍晚了點,清早起床運動的民眾和上課學生目擊蚯蚓大量出現的機會當然大增,「非下雨天蚯蚓大量爬出到地表」的事件集中在這兩個月份,也就不意外了。

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清晨從草地大量爬到人工鋪面上的土後腔環蚓,太陽曬死的屍體又被學生掃回草地上。

所以呢,以後要是在沒下什麼大雨的秋天早晨又看到蚯蚓滿地爬的景象,要記得這跟地震沒什麼關係,如果稍微辨別種類確定都是土後腔環蚓,那就又是這種蚯蚓的正常能量釋放而已。這時候除了呼朋引伴一起賞花賞葉賞蚯蚓之外,還可以行行好幫忙牠們離開人造鋪面回到有植被遮蔭的土壤或草地上,以免被太陽曬乾熱死。畢竟,每星期扶老太太過馬路一次加上國定假日多扶個兩三次,行善積德的樂趣遠不如幫千百小蚯蚓找歸處,你說是不是啊?

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YTLai_96
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也許永遠無法自稱學者,但總是一直努力學著

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純淨之水的追尋—濾水技術如何改變我們的生活?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/04/17 ・3142字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文與 BRITA 合作,泛科學企劃執行。

你確定你喝的水真的乾淨嗎?

如果你回到兩百年前,試圖喝一口當時世界上最大城市的飲用水,可能會立刻放下杯子——那水的顏色帶點黃褐,氣味刺鼻,甚至還飄著肉眼可見的雜質。十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」,當時的人們雖然知道水不乾淨,但卻無力改變,導致霍亂和傷寒等疾病肆虐。

十九世紀倫敦泰晤士河的水,被戲稱為「流動的污水」(圖片來源 / freepik)

幸運的是,現代自來水處理系統已經讓我們喝不到這種「肉眼可見」的污染物,但問題可還沒徹底解決。面對 21 世紀的飲水挑戰,哪些技術真正有效?

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19 世紀的歐洲因為城市人口膨脹與工業發展,面臨了前所未有的水污染挑戰。當時多數城市的供水系統仍然依賴河流、湖泊,甚至未經處理的地下水,導致傳染病肆虐。

1854 年,英國醫生約翰·斯諾(John Snow)透過流行病學調查,發現倫敦某口公共水井與霍亂爆發直接相關,這是歷史上首次確立「飲水與疾病傳播的關聯」。這項發現徹底改變了各國政府對供水系統的態度,促使公衛政策改革,加速了濾水與消毒技術的發展。到了 20 世紀初,英國、美國等國開始在自來水中加入氯消毒,成功降低霍亂、傷寒等水媒傳染病的發生率,這一技術迅速普及,成為現代供水安全的基石。    

 19 世紀末的台灣同樣深受傳染病困擾,尤其是鼠疫肆虐。1895 年割讓給日本後,惡劣的衛生條件成為殖民政府最棘手的問題之一。1896 年,後藤新平出任民政長官,他本人曾參與東京自來水與下水道系統的規劃建設,對公共衛生系統有深厚理解。為改善台灣水源與防疫問題,他邀請了曾參與東京水道工程的英籍技師 W.K. 巴爾頓(William Kinnimond Burton) 來台,規劃現代化的供水設施。在雙方合作下,台灣陸續建立起結合過濾、消毒、儲水與送水功能的設施。到 1917 年,全台已有 16 座現代水廠,有效改善公共衛生,為台灣城市化奠定關鍵基礎。

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圖片來源/BRITA

進入 20 世紀,人們已經可以喝到看起來乾淨的水,但問題真的解決了嗎? 科學家如今發現,水裡仍然可能殘留奈米塑膠、重金屬、農藥、藥物代謝物,甚至微量的內分泌干擾物,這些看不見、嚐不出的隱形污染,正在成為21世紀的飲水挑戰。也因此,濾水技術迎來了一波科技革新,活性碳吸附、離子交換樹脂、微濾、逆滲透(RO)等技術相繼問世,各有其專長:

活性碳吸附:去除氯氣、異味與部分有機污染物

離子交換樹脂:軟化水質,去除鈣鎂離子,減少水垢

微濾技術逆滲透(RO)技術:攔截細菌與部分微生物,過濾重金屬與污染物等

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這些技術相互搭配,能夠大幅提升飲水安全,然而,無論技術如何進步,濾芯始終是濾水設備的核心。一個設計優良的濾芯,決定了水質能否真正被淨化,而現代濾水器的競爭,正是圍繞著「如何打造更高效、更耐用、更智能的濾芯」展開的。於是,最關鍵的問題就在於到底該如何確保濾芯的效能?

濾芯的壽命與更換頻率:濾水效能的關鍵時刻濾芯,雖然是濾水器中看不見的內部構件,卻是決定水質純淨度的核心。以德國濾水品牌 BRITA 為例,其濾芯技術結合椰殼活性碳和離子交換樹脂,能有效去除水中的氯、除草劑、殺蟲劑及藥物殘留等化學物質,並過濾鉛、銅等重金屬,同時軟化水質,提升口感。

然而,隨著市場需求的增長,非原廠濾芯也悄然湧現,這不僅影響濾水效果,更可能帶來健康風險。據消費者反映,同一網路賣場內便可輕易購得真假 BRITA 濾芯,顯示問題日益嚴重。為確保飲水安全,建議消費者僅在實體官方授權通路或網路官方直營旗艦店購買濾芯,避免誤用來路不明的濾芯產品讓自己的身體當過濾器。

辨識濾芯其實並不難——正品 BRITA 濾芯的紙盒下方應有「台灣碧然德」的進口商貼紙,正面則可看到 BRITA 商標,以及「4週換放芯喝」的標誌。塑膠袋外包裝上同樣印有 BRITA 商標。濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計,底部則標示著創新科技過濾結構。購買時仔細留意這些細節,才能確保濾芯發揮最佳過濾效果,讓每一口水都能保證潔淨安全。

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濾芯本體的上方會有兩個浮雕的 BRITA 字樣,並且沒有拉環設計 (圖片來源 / BRITA)

不過,即便是正品濾芯,其效能也非永久不變。隨著使用時間增加,濾芯的孔隙會逐漸被污染物堵塞,導致過濾效果減弱,濾水速度也可能變慢。而且,濾芯在拆封後便接觸到空氣,潮濕的環境可能會成為細菌滋生的溫床。如果長期不更換濾芯,不僅會影響過濾效能,還可能讓積累的微小污染物反過來影響水質,形成「過濾器悖論」(Filter Paradox):本應淨化水質的裝置,反而成為污染源。為此,BRITA 建議每四週更換一次濾芯,以維持穩定的濾水效果。

為了解決使用者容易忽略更換時機的問題,BRITA 推出了三大智慧提醒機制,確保濾芯不會因過期使用而影響水質:

1. Memo 或 LED 智慧濾芯指示燈:即時監測濾芯狀況,顯示剩餘效能,讓使用者掌握最佳更換時間。

2. QR Code 掃碼電子日曆提醒:掃描包裝外盒上的 QR Code 記錄濾芯的使用時間,自動提醒何時該更換,減少遺漏。

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3. LINE 官方帳號自動通知:透過 LINE 推送更換提醒,確保用戶不會因忙碌而錯過更換時機。

在濾水技術日新月異的今天,濾芯已不僅僅是過濾裝置,更是智慧監控的一部分。如何挑選最適合自己需求的濾水設備,成為了健康生活的關鍵。

人類對潔淨飲用水的追求,從未停止。19世紀,隨著城市化與工業化發展,水污染問題加劇並引發霍亂等疾病,促使濾水技術迅速發展。20世紀,氯消毒技術普及,進一步保障了水質安全。隨著科技進步,現代濾水技術透過活性碳、離子交換等技術,去除水中的污染物,讓每一口水更加潔淨與安全。

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(圖片來源 / BRITA)

今天,消費者不再單純依賴公共供水系統,而是能根據自身需求選擇適合的濾水設備。例如,BRITA 提供的「純淨全效型濾芯」與「去水垢專家濾芯」可針對不同需求,從去除餘氯、過濾重金屬到改善水質硬度等問題,去水垢專家濾芯的去水垢能力較純淨全效型濾芯提升50%,並通過 SGS 檢測,通過國家標準水質檢測「可生飲」,讓消費者能安心直飲。

然而,隨著環境污染問題的加劇,真正的挑戰在於如何減少水污染,並確保每個人都能擁有乾淨水源。科技不僅是解決問題的工具,更應該成為守護未來的承諾。濾水器不僅是家用設備,它象徵著人類與自然的對話,提醒我們水的純淨不僅是技術的勝利,更是社會的責任和對未來世代的承諾。

*符合濾(淨)水器飲用水水質檢測技術規範所列9項「金屬元素」及15項「揮發性有機物」測試
*僅限使用合格自來水源,且住宅之儲水設備至少每6-12個月標準清洗且無受汙染之虞

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天冷又沙啞了嗎?來看看氣候如何影響語言演化!
雅文兒童聽語文教基金會_96
・2024/12/21 ・2599字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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  • 文/雅文基金會聽語科學研究中心 廖永賦 助理研究員

你也有這樣的經驗嗎?冬天,尤其是冷氣團來襲時,喉嚨特別容易乾癢。這種季節若在戶外運動,對喉嚨更是一大挑戰!每吸入一口氣,喉嚨就彷彿被餐巾紙抹過一次,愈發乾涸。此時若想開口說話,總得先吞吞口水、潤潤嗓子後才得以清晰表達。其實,天冷對喉嚨的影響不僅於此,甚至還可能影響語言演化的歷程!就讓我們來看看氣候環境能如何形塑語言吧!不過在此之前,我們先來科普一下溫度、濕度及乾喉嚨之間的關聯。

「冷」就一定「乾」?溼度與乾喉嚨的關聯

相信大家都有過雨天衣服晾不乾的經驗,也或許對午後雷陣雨前的悶熱難耐再熟悉不過。一般而言,環境中水分蒸散的速率取決於相對濕度:在相同溫度下,相對溼度越低,空氣擁有越多攜帶水蒸氣的「潛力」,因此能從物體表面帶走更多的水份。而雨天衣服晾不乾,就是因為相對溼度高 ( 接近或是等於 100% ) 所造成的。

聰明的讀者可能會馬上聯想到,那喉嚨容易乾,是否也直接受到相對濕度的影響?答案是……但情況會更加複雜一點,因為我們還需額外考量氣溫的改變。由於呼吸時,空氣會經過呼吸道而逐漸加溫(假設環境溫度低於體溫),此時空氣的「飽和蒸汽壓」(即空氣所能攜帶水氣的最大總量)會逐漸上升,因而能吸收更多水分。舉例來說,若目前溫度為 10°C,此時每立方公尺的空氣中最多 ( 當相對溼度為 100% 時 ) 可以帶有約 9 克的水氣 [1];再假設吸氣後所吐出的空氣增至 30°C,此時,這團空氣最多能夠攜帶31克/公尺3的水氣。換言之,經過一次呼吸之後,這團空氣多出了 22 克/公尺3以上的空間來吸納水氣。

因此,當我們考量到空氣吸入及吐出時的溫度差,便能清楚看出喉嚨乾燥與否其實主要是受絕對溼度而非相對溼度的影響——氣溫低時 ( 例如,10°C 以下 ) ,絕對溼度也一定低(小於 9 克/公尺3),我們因此較容易感到喉嚨乾燥。

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聲調語言與聲帶

所以喉嚨乾不乾到底跟語言有何關聯?其實,它跟台灣人最熟悉的幾種語言 (華語、台語、客語)關係非常密切喔!

台灣人在學習講英語或其他歐洲語言時,舌頭經常會感覺打結。與此同時,來自歐美的中文學習者,也經常難以準確地唸出中文的各種聲調。語言作為一套表達意義的系統,必需仰賴語音上的各種對比來區辨及表達意義。像是英語之所以對我們來說那麼難發音的緣故,是因為它們仰賴許多相近但不同的子音 (consonant) 來區辨及表達意義。舉例來說,/s/ (sand)、/ʃ/ (sheep) 及 /ʒ/ (genre) 這三種子音皆為類似的擦音 (fricative),但華語中僅有 /s/ 的音 ()。

相對而言,我們熟知的華語(北京官話)、台語、客語等,皆為聲調語言 (tonal language)。這類語言中的聲調系統透過母音音高 (pitch) 的變化來達到區辨語意的功能。例如,華語的「嗎」、「麻」、「馬」、「罵」這四個字音僅在聲調 (及時間長度) 上有所差異,其它影響語音的變項如舌位、唇位等則維持不變。

換言之,說話者僅能透過聲調的操弄來表達這四個字的差異,而要能精確操弄聲調,需仰賴的就是精細的聲帶控制——從下圖我們可以看到,要表達出這四種聲調的差異,控制聲帶的肌肉必須在 0.5~0.8 秒內非常精細地調控聲帶,以精確呈現出各種聲調音高的輪廓 (pitch contour )。因此,當聲帶因為濕度、氣溫或是感冒而變得乾燥時,發出母音本身已經很難了 [2],還需作出聲調變化更是難上加難。

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華語的四個聲調 ( 以「ㄇㄚ」為例 )。圖/根據 [3] 之發音資料由作者繪製。

氣候環境對於聲調語言演化的影響

根據上文的這些現象,Everett、Blasi 及 Roberts [4] 提出一個有趣的想法:既然絕對濕度對聲帶的生理有如此顯著的影響,這些影響會不會早已在上千上萬年的尺度上推動著語言聲調系統的演化?為了驗證這個想法,作者分析了 The World Atlas of Language Structures (WALS) [5] 與 World Phonotactics Database 這兩個資料庫的語言,並使用美國國家環境預測中心 ( National Centers for Environmental Prediction, NCEP ) 與國家大氣研究中心 ( National Center for Atmospheric Research, NCAR ) 的資料計算各語言起源地的平均絕對溼度與平均氣溫。

分析結果顯示,一地的平均絕對溼度與平均氣溫皆與該地之語言聲調系統的發展有著顯著的關聯,並且,溼度的與聲調的關聯最為強烈:氣候環境越為乾燥,該地發展出聲調語言的機率越低。當然,直接由地理分布去論證氣候環境對語言之演化影響是大有問題的,畢竟語言的分布同時也受到語族及語系 ( language family ) 的歷史影響。例如,兩種聲調語言在地理分布上皆位於潮濕的地區,或許並非受到氣候影響,而是由於它們恰巧有著共同的祖先,因而在地理分布上相當接近。

面對這種可能性,作者們嘗試分析單一語族「內」的語言(皆為聲調語言),發現「濕度與聲調」以及「溫度與聲調」之間的關係仍然穩定存在:潮濕地區所發展出的聲調語言,其聲調系統相較於起源地乾燥之聲調語言,通常更為複雜多樣、更需仰賴精細的聲調控制。綜上所述,作者認為除了社會與文化因素之外,氣候環境因子如濕度與氣溫,也很有可能是推動語言變遷與演化的因素之一。

聲調語言 ( 紅色 ) 與非聲調語言 ( 藍色 ) 的分布。從圖中可以看出聲調語言多集中分布於潮濕溫暖的地區;非聲調語言的分布則非常廣泛,在各種氣候環境皆可見其蹤影。圖/根據 WALS [5-6] 與 Leaflet [7] 繪製。

看似毫無關聯的「天氣」與「語言」,其實有著很深的淵源。從聲帶的細微震動到語言的地理分布,不知不覺中可能都受了環境左右。下次天氣轉涼時,這些有趣的研究或許能提醒我們,多圍圍巾、多喝溫水,對於呵護嗓子有多重要!

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  1. https://teaching.ch.ntu.edu.tw/gclab/wp-content/uploads/A10-飽和水蒸氣壓.pdf
  2. Leydon, C., Sivasankar, M., Falciglia, D. L., Atkins, C., & Fisher, K. V. (2009). Vocal fold surface hydration: A review. Journal of Voice, 23(6), 658–665. https://doi.org/10.1016/j.jvoice.2008.03.010 https://doi.org/10.1016/j.jvoice.2008.03.010
  3. Ryu, Catherine, Mandarin Tone Perception & Production Team, and Michigan State University Libraries. Tone Perfect: Multimodal Database for Mandarin Chinese. Accessed 1 November 2024. https://tone.lib.msu.edu/
  4. Everett, C., Blasi, D. E., & Roberts, S. G. (2015). Climate, vocal folds, and tonal languages: Connecting the physiological and geographic dots. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 112(5), 1322–1327. https://doi.org/10.1073/pnas.1417413112
  5. Dryer, M. S., & Haspelmath, M. (2013). The World Atlas of Language Structures Online. https://doi.org/10.5281/zenodo.13950591
  6. Maddieson, I. (2013). Tone (v2020.4). In M. S. Dryer & M. Haspelmath (Eds.), The world atlas of language structures online. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.13950591
  7. Leaflet—An open-source JavaScript library for interactive maps. (n.d.). Retrieved November 5, 2024, from https://leafletjs.com/
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雅文兒童聽語文教基金會_96
61 篇文章 ・ 223 位粉絲
雅文基金會提供聽損兒早期療育服務,近年來更致力分享親子教養資訊、推動聽損兒童融合教育,並普及聽力保健知識,期盼在家庭、學校和社會埋下良善的種子,替聽損者營造更加友善的環境。

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地震之島的生存法則!921地震教育園區揭開台灣的防災祕密
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/09/20 ・4553字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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為什麼台灣會像坐在搖搖椅上,總是時不時地晃動?這個問題或許有些令人不安,但卻是我們生活在這片土地上的現實。根據氣象署統計,台灣每年有 40,000 次以上的地震,其中有感地震超過 1,000 次。2024年4月3日,花蓮的大地震發生後,台灣就經歷了超過 1,000 次餘震,這些數據被視覺化後形成的圖像,宛如台北101大樓般高聳穿雲,再次引發了全球對台灣地震頻繁性的關注。

地震發生後,許多外國媒體擔心半導體產業會受影響,但更讓他們稱奇的是,台灣竟然能在這麼大的地震之下,將傷害降到這麼低,並迅速恢復。不禁讓人想問,自從 25 年前的 921大地震以來,台灣經歷了哪些改變?哪些地方可能再發生大地震?如果只是遲早,我們該如何做好更萬全的準備?

要找到這些問題的答案,最合適的地點就在一座從地震遺跡中冒出的主題博物館:國立自然科學博物館的 921地震教育園區。

圖:跑道捕捉了地震的瞬間 / 圖片來源:劉志恆/青玥攝影

下一個大地震在哪、何時?先聽斷層說了什麼

1999年9月21日凌晨1點47分,台灣發生了一場規模7.3的大地震,震央在南投縣集集鎮,全台 5 萬棟房子遭震垮,罹難人數超過 2,400 人。其中,台中霧峰光復國中校區因車籠埔斷層通過,地面隆起2.6公尺,多棟校舍損毀。政府決定在此設立921地震教育園區,保留這段震撼人心的歷史,並作為防災教育的重要基地。園區內兩處地震遺跡依特性設置為「車籠埔斷層保存館」和「地震工程教育館」。

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車籠埔斷層保存館建於原操場位置,為了保存地表破裂及巨大抬升,所以整體設計不採用樑柱結構,而是由82根長12公尺、寬2.4公尺、重約10噸的預鑄預力混凝板組成,外觀為曲線造型,技術難度極高,屬國內外首見,並榮獲多項建築獎。而地震工程教育館保留了原光復國中受損校舍,讓民眾親眼見證地震的驚人破壞力,進一步強調建築結構與安全的重要性。毀損教室旁設有由園區與「國家地震工程研究中心」共同策劃的展示館,透過互動展示,讓參觀者親手操作,學習地震工程相關知識。

國立自然科學博物館地質學組研究員蔣正興博士表示,面積上,台灣是一個狹長的小島,卻擁有高達近4000公尺的山脈,彰顯了板塊激烈擠壓、地質活動極為活躍的背景。回顧過去一百年的地震歷史,從1906年的梅山地震、1935年的新竹-台中地震,到1999年的921大地震,都發生在台灣西部,與西部的活動斷層有密切關聯,震源位於淺層,加上人口密度較高,因此對台灣西部造成了嚴重的災情。

而台灣東部是板塊劇烈擠壓的區域,地震震源分佈更廣。與西部相比,雖然東部地震更頻繁,但由於人口密度相對較低,災情相對較少。此外,台灣東北部和外海也是地震多發區,尤其是菲律賓海板塊往北隱沒至歐亞板塊的隱沒地震帶,至沖繩海槽向北延伸,甚至可能影響到台北下方,發生直下型地震,這種地震因震源位於城市正下方,危害特別大,加上台北市房屋非常老舊,若發生直下型地震,災情將非常嚴重。

除了台北市,蔣正興博士指出在台灣西部,我們特別需要關注的就是彰化斷層的影響,該斷層曾於1848年發生巨大錯動。此外,我們也需要留意西南部的地震風險,如 1906 年的梅山地震。此兩條活動斷層距今皆已超過 100 年沒活動了。至於東部,因為存在眾多活動斷層,當然也需要持續注意。

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我們之所以擔心某些斷層,是因為這些區域可能已經累積了相當多的能量,一旦達到臨界點,就會釋放,進而引發地震。地質學家通常會沿著斷層挖掘,尋找過去地震的證據,如受構造擾動沉積物的變化,然後透過定年技術來確定地震發生的時間點,估算出斷層的地震週期,然而,這些數字的計算過程非常複雜,需要綜合大量數據。

挑戰在於,有些斷層的活動時間非常久遠,要找到活動證據並不容易。例如,1906年的梅山地震,即使不算久遠,但挖掘出相關斷層的具體位置仍然困難,更不用說那些數百年才活動一次的斷層,如台北的山腳斷層,因為上頭覆蓋了大量沉積物,要找到並研究這些斷層更加困難。

儘管我們很難預測哪個斷層會再次活動,我們仍然可以預先對這些構造做風險評估,從過往地震事件中找到應變之道。而 921 地震教育園區,就是那個可以發現應變之道的地方。

圖:北棟教室毀損區 / 圖片來源:劉志恆/青玥攝影

921 後的 25 年

在園區服務已 11 年的黃英哲擔任志工輔導員,常代表園區到各地進行地震防災宣導。他細數 921 之後,台灣進行的六大改革。制定災害防救法,取代了總統緊急命令。修訂了建築法規,推動斷層帶禁限建與傳統校舍建築改建。組建災難搜救隊伍,在面對未來災害時能更加自主應對。為保存文化資產,增設了歷史建築類別,確保具有保存價值的建築物得到妥善照料。

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最後,則是推行防災教育。黃英哲表示,除了在學校定期進行防災演練,提升防災意識外,更建立了921地震教育園區,不僅作為教育場所,也是跨部門合作的平台,例如與交通部氣象署、災害防救辦公室、教育部等單位合作,進行全面的防災教育。園區內保留了斷層線的舊址,讓遊客能夠直觀地了解地震的破壞力,最具可看性;然而除此之外,園區也是 921 地震相關文物和資料的重要儲存地,為未來的地震研究提供了寶貴的資源。

堪稱園區元老,在園區服務將近 19 年,主要負責日語解說工作的陳婉茹認為,園區最大的特色是保存了斷層造成的地景變化,如抬升的操場和毀壞的教室場景,讓造訪的每個人直觀地感受地震的威力,尤其是對於年輕的小朋友,即使他們沒有親身經歷過,也能透過這些真實的展示認識到地震帶來的危險與影響。

陳婉茹回憶,之前有爸媽帶著小學低年級的小朋友來參觀,原本小朋友並不認真聽講,到處跑來跑去,但當他看到隆起的操場,立刻大聲說這他在課本看過,後來便聚精會神地聽完 40 分鐘的解說。

圖:陳婉茹在第一線負責解說工作 / 圖片來源:921地震教育園區

除了每看必震撼的地景,園區也透過持續更新策展,邀請大家深入地震跟防災的各個面向。策展人黃惠瑛負責展示設計、活動規劃、教具設計等工作。她提到,去年推出的搜救犬特展和今年的「921震災啓示展」與她的個人經歷息息相關。921 大地震時的她還是一名台中女中的住宿生,當時她儘管驚恐,依舊背著腿軟的學姊下樓,讓她在策劃這些展覽時充滿了反思。

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在地震體驗平臺的設計中,黃惠瑛強調不僅要讓觀眾了解災害的破壞力,更希望觀眾能從中學到防災知識。她與設計師合作,一樓展示區採用了時光機的概念,運用輕鬆、童趣的風格,希望遊客保持積極心態。二樓的地震體驗平臺結合六軸震動臺和影片,讓遊客真實感受921地震的情境。她強調,這次展覽的目標是全民,設計上避免了血腥和悲傷的元素,旨在讓觀眾帶著正向的感受離開,並重視防災意識。

圖:地震體驗劇場 / 圖片來源:921地震教育園區

籌備今年展覽的最大挑戰是緊迫的時間。從五月開始,九月完成,為了迅速而有效地與設計師溝通,黃惠瑛使用了AI工具如ChatGPT與生成圖像工具,來加快與設計師溝通的過程。

圖:黃惠瑛與設計師於文件中討論設計/ 圖片來源:921地震教育園區

蔣正興博士說,當初學界建議在此設立地震教育園區,其中一位重要推手是法國地質學家安朔葉。他曾在台灣指導十位台灣博士生,這些博士後來成為地質研究的中堅力量。1999年921大地震後,安朔葉教授立刻趕到台灣,認為光復國中是全球研究斷層和地震的最佳觀察點,建議必須保存。為紀念園區今年成立20週年,在斷層館的展示更新中,便特別強調安朔葉的貢獻與當時的操場圖。

此外,作為 20 週年的相關活動,今年九月也將與日本野島斷層保存館簽署合作備忘錄(MOU),強化合作並展示台日合作歷史。另一重頭戲則是向日本兵庫縣人與自然博物館主任研究員加藤茂弘致贈感謝狀,感謝他不遺餘力,長期協助園區斷層保存館的剖面展品保存工作。

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右圖:法國巴黎居禮大學安朔葉教授。左圖:兵庫縣立人與自然博物館主任研究員加藤茂弘
/ 圖片來源:921地震教育園區

前事不忘,後事之師

盡力保存斷層跟受創校舍,只因不想再重蹈覆徹。蔣正興博士表示,921地震發生在車籠埔斷層,其錯動形式成為全球地質研究的典範,尤其是在研究斷層帶災害方面。統計數據顯示,距離車籠埔斷層約100公尺內,住在上盤的罹難率約為1%,而下盤則約為0.6%。這說明住在斷層附近,特別是上盤,是非常危險的。由於台灣主要是逆斷層活動,這一數據清楚告訴我們,在上盤區域建設居住區應特別小心。

2018年花蓮米崙斷層地震就是一個例證。

在921地震後,政府在斷層帶兩側劃設了「地質敏感區」。因為斷層活動週期較長,全球大部分地區難以測試劃設敏感區的有效性,但台灣不同,斷層活動十分頻繁。例如 1951 年,米崙斷層造成縱谷地震,規模達 7.3,僅隔 67 年後,在 2018 年再次發生花蓮地震,這在全球是罕見的,也因此 2016 年劃設的地質敏感區,在 2018 年的地震中便發現,的確更容易發生地表破裂與建築受損,驗證了地質敏感區劃設的有效性。

圖:黃英哲表示曾來園區參訪的兒童寄來的問候信,是他認真工作的動力 / 圖片來源:921地震教育園區

在過去的20年裡,921地震教育園區不僅見證了台灣在防災教育上的進步,也承載著無數來訪者的情感與記憶。每一處地震遺跡,每一項展示,都在默默提醒我們,那段傷痛歷史並未走遠。然而,我們對抗自然的力量,並非源自恐懼,而是源自對生命的尊重與守護。當你走進這座園區,感受那因地震而隆起的操場,或是走過曾經遭受重創的教室,你會發現,這不僅僅是歷史的展示,更是我們每一個人的責任與使命。

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來吧,今年九月,走進921地震教育園區,一起在這裡找尋對未來的啓示,為台灣的下一代共同築起一個更堅固、更安全的家園。

圖:今年九月,走進921地震教育園區 / 圖片來源:劉志恆/青玥攝影

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