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地震為何偏偏要是「地牛翻身」?翻身後的「地生毛」又可能是什麼呢?

臺北地方異聞工作室_96
・2017/11/05 ・5599字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 508 ・六年級

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y編按:我們常常會用「地牛翻身」來形容地震,但到底為何是地牛?明明世界各地或是台灣都有其他動物,烏龜、大象、地底人、鯰魚、豬、羊、蛇、熊等等,為什麼現在「地牛」變成了主流呢?而有些紀錄留下了地震前後的「地生毛」現象,又有可能是什麼呢?雖然目前還沒有研究確定這個因為地震出現的異象原因確切為何、無法給各位讀者一個確定的答案,但透過一層層的爬梳,去探索自然現象跟傳說之間的交織,亦是很有意思的過程。

最近工作室出品的桌遊《說妖》正在進行募資,因為募資解鎖的關係也介紹了「地牛」的傳說。翻找文獻之後,意外發現這個神秘又有趣的自然現象,覺得相當值得鑽研,才動筆寫下此文。

編按:現在趕上募資還來得及喔,詳情請參考集資頁面–《說妖

所謂的「地生毛」,指的是在地震過後的一兩天內,遍地生長或白或黑,類似動物毛髮的現象。有時不只地上,連民房和城牆上也會生長,長度寸餘至尺餘。

歷史上「地生毛」的文獻記載甚多,李善邦教授所著的《中國地震》中,便收錄了 53 個案例,其中最早的是西元 535 年 12 月的「都下(南京)地震生白毛,長二尺。」至於最近一次的地生毛案例,目前筆者找到的是 1878 年 6 月 12 日的無錫地震,由外國人 Macgowan.D.J 所記載:「⋯⋯兩天之後的夜裡這裡又發生了一個強震,在城牆的內部和外部都長出了銀鬚那樣的白髮,有 3 至 4 英寸長,小孩們拔出來,很快收集了一把。」

安西大地震作圖,圖/wikipedia commons

由此可見,「地生毛」雖然罕見,卻並非是單純捏造的傳說。然而對其成因,由於難以研究,幾乎無人了解。有趣的是,該現象可能也促使了「地牛翻身」成為主流地震傳說。本篇文章,除了分析「地牛翻身」傳說的流變之外,便是要對「地生毛」現象,進行可能的成因探討。

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不只地牛會翻身

可能很多人不知道,「地牛翻身」是臺灣獨有的特殊傳說。然而不只「地牛」,臺灣位處於歐亞板塊與菲律賓海板塊交界,地震頻仍,早在漢人移居這座婆娑之島前,島上的原住民族早已流傳著各式各樣的地震傳說。

根據莊美芳教授的研究,臺灣原住民的地震神話可分為六類:

  1. 支撐大地的動物身體動就發生地震
  2. 支撐大地的神或巨人身體動就發生地震
  3. 觸怒神靈而引發地震
  4. 搖動世界柱引發地震
  5. 地震時呼喚祖靈以停止地震
  6. 大地氣息擾動引起地震。

其中,最常見的是前兩種,地牛就是屬於第一種。

清水大地震舊圖,圖/by Bill-Chiang@flickr。

原住民地震神話的採集一直到日治時期才開始。泰雅族中,流傳地震是因為地中的熊、海中的鹿或地下的鯉魚,翻身而引起的。鄒族和布農族則流傳著螃蟹和鰻魚(蛇)相爭,造成地震與洪水的故事。阿美族和平埔族的巴喏茲黑族,在日治時期都有「地震豬」的說法。阿美族說地震是「地底下的豬搔擦身體所致」;巴喏茲黑族則說地震是地下的大山豬「巴魯匝庫」搖動身體所引起。

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至於本文所關注的「地牛翻身」,最早見諸於日治時期的紀錄,是阿美族南勢蕃說:「地中有水牛,累了,動動身體,便引起地震。」以及鄒族阿里山蕃所說:「地震是在地中的、有如牛、名叫『哇茲姆』的獸,搖動牠的身體時所發生的。」

明明那麼多動物都翻過身,為什麼只有地牛成為主流?

由於漢人對牛有特殊的感情。

臺灣其實自古無牛。大家耳熟能詳的水牛和黃牛,是在荷治時期由荷蘭人引入的。1624 年,時值大航海時代,荷蘭東印度公司為了建立與明朝和日本貿易的據點,從澎湖轉移陣地來到臺灣。

由於開墾土地需要大量的勞動力,荷蘭人又缺乏本國移民,便大量招引漢人移民臺灣,形成特殊的「共構殖民」。也就是「荷蘭人提供軍事與行政架構,漢人在其保護之下進行開墾」。而為了幫助開墾,才在這個時候,自澎湖引進了拉車的黃牛,又自爪哇引進耕田的水牛,自此開啟漢人與牛深厚情誼的濫觴。

牛與農民朝夕相處,是不可或缺的勞力來源,一頭牛支撐著一整個家庭的生計,這讓漢人對牛有著非比尋常的感情。不僅有著「不吃牛肉」的習俗,甚至年老的牛也不會遺棄或殺死,是近乎親人一般的對待。這導致這麼多的地震傳說中,與牛相關的「地牛翻身」傳說,最容易被接受和流傳。

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漢人對牛有特殊情感,圖/by Tappancs@pixabay。

然而,除了漢人對牛隻的特殊感情之外,還有一個更根本的原因:那便是地震過後的「地生毛」現象。

「地震生毛」的說法,在漢人的觀念中一直都有(先前有提過李善邦教授收錄了從古至今共 53 則紀錄),文獻中也時常將其形容為豬鬃、牛毛或馬尾。比如金門志:「嘉慶十六年夏,夜有聲自東南來,地震。明日,地生黑毛,長寸許,類豬鬃。」或是《斯末信齋雜錄》載:「彰境地生牛毛,長寸許,旋即震動。」然而一直以來都只是覺得像,並沒有真的認為地底下住著動物。

一直到日治時期,原住民的口傳故事被記錄下來,原漢之間文化交流,才逐漸看到傳說被「地牛」影響的痕跡。例如日本官員東方孝義記載,1906 年嘉義梅仔坑大地震時,有人在山上地裂之處,發現一條牛的大尾巴,因此盛傳地底下住著一隻地牛;或者日治時期的詩人賴惠川的〈竹枝詞〉寫道:「連人帶屋北移南,決岸崩堤草嶺潭。聞道地牛毛一振,能令大地作搖籃。」

種種紀錄顯示,「地牛翻身」的傳說不再只存在原住民之間,同時也在漢人之間流傳。甚至到了今日,因為媒體傳播的關係,在各個原本沒有地牛傳說的原住民族,也漸漸採錄到了「地牛翻身」的地震傳說。

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「地牛翻身」儼然成為了臺灣地震傳說的主流。

但是,地生毛到底是什麼?

筆者進行研究時,恰好發現中國微信的公眾號「地震三點通」,幾個月前也寫了類似的探討文章:《地生白毛之謎》。文章內總結了「地生毛」的四種可能成因:蜘蛛網、植物根、化合物結晶、菌絲,以下筆者將分別進行分析。

首先,蜘蛛網的說法筆者認為最不可能,這並非蜘蛛無法在一天之內結的遍地都是蛛網——實際上這樣的現象發生了很多次。例如2016 年夏天澳洲發生了豪大雨,洪水逼得數百萬的蜘蛛必須織網逃生,2012 年、2015 年也都發生過類似的情況。這是因為蜘蛛必須利用絲,藉由風力來進行移動所導致的,這還有個美麗的名稱叫「天使髮絲」。

遇到各種天災,蜘蛛必須織網來逃生,圖/by AdinaVoicu@pixabay。

筆者認為這個說法不可能的原因很簡單:因為遍地的蜘蛛網根本就不像動物的毛髮——完全不像,看圖就知道了。就算古人看到這個景象也只會認為是蜘蛛結網的異象,不會聯想到是地生毛才對。也許該作者也認為這個說法有些瑕疵,內文還提到了地震時會發生的另一個特殊現象——「地震靜電」——來輔助這個說法,認為蛛網會因此直立。但蛛網相當纖細,風一吹就會交纏,筆者懷疑是否有這個可能。

內文提到的第二個可能,是植物的根鬚。

作者提到了一個案例:1976 年,在江蘇海安縣發生了一起地生白毛事件,白毛有一、二尺長。該現象發生在附近幾戶農民的房屋內,經研究後得出,白毛是房子周遭植物延伸的根,之所以向天生長,乃是這些房屋建造在原來的水田之上,屋內濕氣過重所導致。

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然而就筆者了解,該事件與地震其實並不相關,植物也並非如文獻中記載,是在地震後一兩天所形成。所以嚴格說起來,雖然植物的根鬚確實很像動物的毛,但並不能算是「地生毛」的案例。

作者提出的第三個可能,是化合物的結晶。

結構性的地震源自於板塊擠壓的應力釋放,同時也伴隨著地溫升高的現象。內文解釋,可能是地殼中某些低沸點的化合物因此昇華,到了地面遇到冷空氣再凝華,結晶之後才造成遍地白毛的現象。的確,在一定條件下形成的結晶,是有可能被看成毛髮的,這個說法有其道理。但一來我們根本無法確定究竟是何種化合物,二來筆者也不確定這麼快速的凝華,是否可能產生長度足夠被稱為「毛」的結晶,因此不予以討論。

至於第四個原因「菌絲」,則是筆者認為最有可能的「地生毛」現象的成因。

有什麼菌類長得像毛呢?圖/by HeyouRelax@pixabay。

到底哪種菌長得這麼像毛?

之所以這麼說,是因為在某些地生毛的文獻中,有著點燃之後,產生臭味的說法。這是動物性蛋白的特徵。菌類的菌絲也有相同的特徵。而且要在一至二天這樣短的時間內,從無到有的萌發,對於生長快速的菌類,似乎也不是什麼難事。

但是,真的有菌類長的像毛髮的嗎?有的,「髮菜」就是其中一個例子。

顧名思義,髮菜正是因為它長的像頭髮而得名。但可能鮮少人知道,髮菜其實是一種藍綠菌,又被稱為「髮狀念珠藻」。

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髮菜是長得很像毛的藍綠菌,圖/by Polyhedron@wikipedia commons。

髮菜適合生長於沙漠和貧瘠的土壤,和草共生,遇雨萌發,不過生長緩慢,一年僅能夠增長 6%。髮菜在中國的主要產地是北方各省,「地生毛」經前人統計,經常發生於春夏季的中國南方。綜合以上兩點,髮菜雖然有著與毛髮相似的外形,但很顯然並非我們要找的人選。

還有可能是怎樣的菌類呢?

說到菌類這個詞,其實可以分開成差異頗大的兩類:細菌和真菌。真菌下要再細分,又可分為微孢子蟲門、壺菌門、芽枝霉門、新美鞭菌門、球囊菌門、子囊菌門、擔子菌門等七個門,以及捕蟲黴菌亞門、梳霉亞門、蟲黴菌亞門、毛黴菌亞門等四個亞門。

人類對真菌所知甚少,科學家預估真菌約有 150 萬-500 萬個物種,然而目前正式被分類的僅有 5%左右。因此要真正找出是哪種真菌造成了「地生毛」現象,近乎是不可能的任務。但還是可能利用刪去法,得出較為縮限的答案。

微孢子蟲門、壺菌門、芽枝霉門、新美鞭菌門等等幾門,若非是寄生的單細胞生物、小到肉眼難辨,不然就是不會形成足夠被稱為「毛」的菌絲,因此予以排除。

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擔子菌門是真菌中最高等的一門,共有 2 萬多種,全為陸生,包括蘑菇、木耳等常見的菇類。地下的菌絲體盤根錯節,然而並不會形成類似毛髮的構造,因此也予以排除。

球囊菌門可和植物的根或蘚苔的假根形成「叢枝菌根」,協助寄主吸收無機鹽類。子囊菌門是真菌界中種類最多的一個門,其中除酵母亞門為單細胞外,其餘種類都是多細胞,如冬蟲夏草、黑黴菌、青黴菌、羊肚菌等等。這兩者以及剩下的四個亞門,是較有可能成為「地生毛」現象成因的候選人。

phycomyces nitens 或許有可能是地生毛的菌類,圖/by Neil Kelley@flickr。

有趣的是,筆者在查資料的途中,在國外論壇上看到一則針對家中地下室地板忽然長出頭髮的討論。網友告訴他,這是一種叫作phycomyces nitens 的真菌,只會生長在糞便或骯髒的地方,甚至叫它poop fungus,「糞便菌」。點開圖片一看,才發現這也太像是人或動物的毛髮了!

據說這種真菌主要生長在歐洲地區,與它同屬且外形接近的 phycomyces blakesleeanus 則生長於美洲,這個屬目前除了這兩種真菌之外,沒有其他物種。而 phycomyces,便是屬於毛黴菌亞門的真菌。

雖然如此,我們並不知道中國地區是否找得到 phycomyces nitens 或與其親緣相近的菌種,更不知道這類型真菌與地震之間的聯繫,因此並不能說是真正破解了「地生毛」現象,只能說是找到了一個模糊的方向。後續的真相究竟是如何,還要待後續學者的研究。

結語

說了這麼多,來整理一下文章的脈絡。

簡單來說,雖然原住民一開始有許多地震神話的傳說類型,但在漢人對牛的特殊情感,以及根深柢固的「地震生毛」傳說之下,讓「地牛翻身」成為了臺灣目前最主流的地震傳說。其影響力甚至回過頭影響了原本沒有該傳說的原住民族,成為其文化的一部份。

而「地生毛」的成因,可能肇因於地震後,地下水脈移動,或是地形改變等等原因,產生類似發黴,真菌在一兩天內增生的情況。至於究竟是哪種真菌形成形似毛的菌絲,由於人類對於真菌的研究不夠透徹,目前還無法給出特定答案,但可以大致縮限在球囊菌門、子囊菌門,以及餘下的四個亞門之中。而目前筆者找到,外形最像毛髮的,當非 phycomyces 這個屬之下的品種莫屬,造成「地生毛」現象的真菌,也許便是生存在亞洲較溫暖地區,隸屬於 phycomyces,尚未發現的品種也說不定。

2020/05/06 編按:我們也嘗試參考本文的資料,做了一部非常有趣的布袋戲影片喔,一起來看看吧:

參考資料

  1. 莊美芳,《論臺灣原住民族地震神話類型——兼論排灣族群地震神話的特殊性》。
  2. 陳忠信,《解釋與安頓——試論台灣原住民地震神話之治療義蘊》
  3. 陳忠信,《試論台灣地牛神話的形成與發展》
  4. 台灣的自然資源與生態資料庫-農林漁牧
  5. 溫宗翰,《地震的由來:你知道「地牛翻身」是臺灣本土創生的地動傳說嗎?》
  6. Discovery|地生白毛之謎
  7. 地上為何長「白毛」
  8. 真菌
  9. “WTF is growing out of the floor in my basement? It looks like glossy human hair and it is freaking me out.” 

楊海彥/
畢業於台灣大學生化科技學系,而後就讀實踐大學工業設計所,沒念完就跑出來開工作室。目前專注於把台灣文史和民俗元素轉化為故事,設計實境遊戲、桌遊和說。
嗜讀奇幻文學,喜愛電影,比起咖啡更喜歡茶,卻養一隻以咖啡為名的貓。

新時代的到來,就像一陣狂飆的颶風,將一切連根拔起。臺灣妖怪們被迫帶著傳統的記憶,躲進人心的空隙。妖怪掙扎地生存著,等待著消亡的結局。
不知從何處開始,流傳著一個名叫「說妖」的儀式。傳說中,在儀式堅持到最後的人可以召喚出妖怪,實現願望。
臺灣妖怪桌遊《說妖》,熱烈募資中!
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妖怪就是文化!北地異工作室長期從事臺灣怪談、民俗、文史的考據和研究,並將之轉化成吸引人的故事和遊戲。成員來自政大與臺大奇幻社,從大學時期就開始一起玩實境遊戲和寫小說,熱愛書本、電影和實地考察。 歡迎來我們的臉書專頁追蹤我們的近況~https://www.facebook.com/TPE.Legend

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人體吸收新突破:SEDDS 的魔力
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・2024/05/03 ・1194字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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本文由 紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。 

營養品的吸收率如何?

藥物和營養補充品,似乎每天都在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。但你有沒有想過,這些關鍵分子,可能無法全部被人體吸收?那該怎麼辦呢?答案或許就在於吸收率!讓我們一起來揭開這個謎團吧!

你吃下去的營養品,可以有效地被吸收嗎?圖/envato

當我們吞下一顆膠囊時,這個小小的丸子就開始了一場奇妙的旅程。從口進入消化道,與胃液混合,然後被推送到小腸,最後透過腸道被吸收進入血液。這個過程看似簡單,但其實充滿了挑戰。

首先,我們要面對的挑戰是藥物的溶解度。有些成分很難在水中溶解,這意味著它們在進入人體後可能無法被有效吸收。特別是對於脂溶性成分,它們需要透過油脂的介入才能被吸收,而這個過程相對複雜,吸收率也較低。

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你有聽過「藥物遞送系統」嗎?

為了解決這個問題,科學家們開發了許多藥物遞送系統,其中最引人注目的就是自乳化藥物遞送系統(Self-Emulsifying Drug Delivery Systems,簡稱 SEDDS),也被稱作吸收提升科技。這項科技的核心概念是利用遞送系統中的油脂、界面活性劑和輔助界面活性劑,讓藥物與營養補充品一進到腸道,就形成微細的乳糜微粒,從而提高藥物的吸收率。

自乳化藥物遞送系統,也被稱作吸收提升科技。 圖/envato

還有一點,這些經過 SEDDS 科技處理過的脂溶性藥物,在腸道中形成乳糜微粒之後,會經由腸道的淋巴系統吸收,因此可以繞過肝臟的首渡效應,減少損耗,同時保留了更多的藥物活性。這使得原本難以吸收的藥物,如用於愛滋病或新冠病毒療程的抗反轉錄病毒藥利托那韋(Ritonavir),以及緩解心絞痛的硝苯地平(Nifedipine),能夠更有效地發揮作用。

除了在藥物治療中的應用,SEDDS 科技還廣泛運用於營養補充品領域。許多脂溶性營養素,如維生素 A、D、E、K 和魚油中的 EPA、DHA,都可以通過 SEDDS 科技提高其吸收效率,從而更好地滿足人體的營養需求。

隨著科技的進步,藥品能打破過往的限制,發揮更大的療效,也就相當於有更高的 CP 值。SEDDS 科技的出現,便是增加藥物和營養補充品吸收率的解決方案之一。未來,隨著科學科技的不斷進步,相信會有更多藥物遞送系統 DDS(Drug Delivery System)問世,為人類健康帶來更多的好處。

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除了蚯蚓、地震魚和民間達人,那些常見的臺灣地震預測謠言
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/02/29 ・2747字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

災害性大地震在臺灣留下無數淚水和難以抹滅的傷痕,921 大地震甚至直接奪走了 2,400 人的生命。既有這等末日級的災難記憶,又位處於板塊交界處的地震帶,「大地震!」三個字,總是能挑動臺灣人最脆弱又敏感的神經。

因此,當我們發現臺灣被各式各樣的地震傳說壟罩,像是地震魚、地震雲、蚯蚓警兆、下雨地震說,甚至民間地震預測達人,似乎也是合情合理的現象?

今日,我們就要來破解這些常見的地震預測謠言。

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漁民捕獲罕見的深海皇帶魚,恐有大地震?

說到在坊間訛傳的地震謠言,許多人第一個想到的,可能是盛行於日本、臺灣的「地震魚」傳說。

在亞熱帶海域中,漁民將「皇帶魚」暱稱為地震魚,由於皇帶魚身型較為扁平,生活於深海中,魚形特殊且捕獲量稀少,因此流傳著,是因為海底的地形改變,才驚擾了棲息在深海的皇帶魚,並因此游上淺水讓人們得以看見。

皇帶魚。圖/wikimedia

因此,民間盛傳,若漁民捕撈到這種極為稀罕的深海魚類,就是大型地震即將發生的警兆。

然而,日本科學家認真蒐集了目擊深海魚類的相關新聞和學術報告,他們想知道,這種看似異常的動物行為,究竟有沒有機會拿來當作災前的預警,抑或只是無稽之談?

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可惜的是,科學家認為,地震魚與地震並沒有明顯的關聯。當日本媒體報導捕撈深海魚的 10 天內,均沒有發生規模大於 6 的地震,規模 7 的地震前後,甚至完全沒有深海魚出現的紀錄!

所以,在科學家眼中,地震魚僅僅是一種流傳於民間的「迷信」(superstition)。

透過動物來推斷地震消息的風俗並不新穎,美國地質調查局(USGS)指出,早在西元前 373 年的古希臘,就有透過動物異常行為來猜測地震的紀錄!

人們普遍認為,比起遲鈍的人類,敏感的動物可以偵測到更多來自大自然的訊號,因此在大地震來臨前,會「舉家遷徙」逃離原本的棲息地。

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當臺灣 1999 年發生集集大地震前後,由於部分地區出現了大量蚯蚓,因此,臺灣也盛傳著「蚯蚓」是地震警訊的說法。

20101023 聯合報 B2 版 南投竹山竄出蚯蚓群爬滿路上。

新聞年年報的「蚯蚓」上街,真的是地震警訊嗎?

​當街道上出現一大群蚯蚓時,密密麻麻的畫面,不只讓人嚇一跳,也往往讓人感到困惑:為何牠們接連地湧向地表?難道,這真的是動物們在向我們預警天災嗎?動物們看似不尋常的行為,總是能引發人們的好奇與不安情緒。

如此怵目驚心的畫面,也經常成為新聞界的熱門素材,每年幾乎都會看到類似的標題:「蚯蚓大軍又出沒 網友憂:要地震了嗎」,甚至直接將蚯蚓與剛發生的地震連結起來,發布成快訊「昨突竄大量蚯蚓!台東今早地牛翻身…最大震度4級」,讓人留下蚯蚓預言成功的錯覺。

然而,這些蚯蚓大軍,真的與即將來臨的天災有直接關聯嗎?

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蚯蚓與地震有關的傳聞,被學者認為起源於 1999 年的 921 大地震後,在此前,臺灣少有流傳地震與蚯蚓之間的相關報導。

雖然曾有日本學者研究模擬出,與地震相關的電流有機會刺激蚯蚓離開洞穴,但在現實環境中,有太多因素都會影響蚯蚓的行為了,而造成蚯蚓大軍浮現地表的原因,往往都是氣象因素,像是溫度、濕度、日照時間、氣壓等等,都可能促使蚯蚓爬出地表。

大家不妨觀察看看,白日蚯蚓大軍的新聞,比較常出現在天氣剛轉涼的秋季。

因此,下次若再看到蚯蚓大軍湧現地表的現象,請先別慌張呀!

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事實上,除了地震魚和蚯蚓外,鳥類、老鼠、黃鼠狼、蛇、蜈蚣、昆蟲、貓咪到我們最熟悉的小狗,都曾經被流傳為地震預測的動物專家。

但可惜的是,會影響動物行為的因素實在是太多了,科學家仍然沒有找到動物異常行為和地震之間的關聯或機制。

遍地開花的地震預測粉專和社團

這座每天發生超過 100 次地震的小島上,擁有破萬成員的地震討論臉書社團、隨處可見的地震預測粉專或 IG 帳號,似乎並不奇怪。

國內有許多「憂國憂民」的神通大師,這些號稱能夠預測地震的奇妙人士,有些人會用身體感應,有人熱愛分析雲層畫面,有的人甚至號稱自行建製科學儀器,購買到比氣象署更精密的機械,偵測到更準確的地震。

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然而,若認真想一想就會發現,臺灣地震頻率極高,約 2 天多就會發生 1 次規模 4.0 至 5.0 的地震, 2 星期多就可能出現一次規模 5.0 至 6.0 的地震,若是有心想要捏造地震預言,真的不難。 

在學界,一個真正的地震預測必須包含地震三要素:明確的時間、 地點和規模,預測結果也必須來自學界認可的觀測資料。然而這些坊間貼文的預測資訊不僅空泛,也並未交代統計數據或訊號來源。

作為閱聽者,看到如此毫無科學根據的預測言論,請先冷靜下來,不要留言也不要分享,不妨先上網搜尋相關資料和事實查核。切勿輕信,更不要隨意散播,以免造成社會大眾的不安。

此外,大家也千萬不要隨意發表地震預測、觀測的資訊,若號稱有科學根據或使用相關資料,不僅違反氣象法,也有違反社會秩序之相關法令之虞唷!

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​地震預測行不行?還差得遠呢!

由於地底的環境太過複雜未知,即使科學家們已經致力於研究地震前兆和地震之間的關聯,目前地球科學界,仍然無法發展出成熟的地震預測技術。

與其奢望能提前 3 天知道地震的預告,不如日常就做好各種地震災害的防範,購買符合防震規範的家宅、固定好家具,做好防震防災演練。在國家級警報響起來時,熟練地執行避震保命三步驟「趴下、掩護、穩住」,才是身為臺灣人最關鍵的保命之策。

延伸閱讀

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
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・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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