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先別顧著發文,你聽過地震史上的維新運動嗎?-歷史中的臺日震災特展(下)

震識:那些你想知道的震事_96
・2019/02/28 ・4671字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 552 ・八年級

本文與歷史視角脈絡中的地震故事(上)一樣同為《「地震帶上的共同體:歷史中的臺日震災」特展》的心得,在前篇我們聊到臺灣清領末期、日本江戶幕末時期的地震。接下來我們繼續要談的,則是明治維新之後的關東大地震,以及臺日最主要的交集:1935 新竹—臺中烈震。

沒有地牛、鯰魚,西方國家遇到地震怎麼說

畢竟是心得文,總不免要加油添醋,談點非展場提供的歷史資訊。

1923 年的關東大地震發生時,日本已經歷經明治維新,從西方世界引進了許多新的科技與政治、社會等思維,廣邀國外學者,而在明治維新後期,位於地震帶的日本,更是容易吸引學者前往研究,地震「觀測」的科技上,也因而走在世界的前端。

包括 1875 年訪日研究的地震學家約翰.米爾恩 (John Milne),就是發明地震儀(指水平式地震儀)的先驅者(包括日本和臺灣的第一台地震儀都是格雷-米爾恩式地震儀),此外他還和一些地震學家成立了史上第一個地震研究學會。至於當代的日本地震學者,則是首推在當時與米爾恩曾共事的大森房吉,他被尊稱為「日本地震學之父」,更提出了重要的「大森法則」(Omori Law),就是餘震會隨時間哀減,並有一定的規律可以用關係式表式[註1]。

而在 1906 年 3 月 17 日臺灣發生梅山大地震時,大森房吉也曾來臺勘災,同年 4 月 18 日的舊金山大地震,大森博士一樣在 5 月時就跑到美國去調查,當時的交通工具只有船隻,這樣跑遍全球的地震學家,比現今的科學家更加辛苦!

大森房吉。圖/wikipedia

正當 1923 年東京發生大地震時,大森博士在國外參加會議,心繫日本而回國,只是這一回去,因腫瘤病重,最後在 11 月病逝於東京。即使終其一生為地震科學奉獻的大森房吉,仍無法避免日本史上災情最嚴重的地震,而在地震後也無法繼續研究,猜想大森博士對此也是很不甘心吧?

大森房吉在1894 年在發表期刊上提出的大森法則,可看到fig.1漂亮的個數衰減趨勢線。圖/The Journal of the College of Science

可怕的不只地震本身,還有震後災害

1923 年關東大地震是日本史上死亡人數最高的地震(官方統計約十萬零五百人),我們可以簡單將這次地震災害分為二大類:

  1. 直接災害(包括屋毀、引發山崩等等)
  2. 二次災害(火災)。

或許長期對災害的認識,大多人逃過了地震的直接災害,卻死於地震後引發的火災,人數更超過九萬人[註2]。這些火災的罹難者,多聚集在人口最密集的地區,像是今日的日本橋、淺草、築地市場等地。

每次阿樹整理到相關資料都會覺得頗為鼻酸,正好史博館研究員陳怡宏也提到了:最慘重的「陸軍本所被服廠」的慘劇。當時因為被服廠算是空間較大的場域,大批民眾房子被震垮後,便帶著重要家當到此避難。

然而,當時整個東京因地震後的火災不斷延燒,加上颱風帶來的強大氣流,火勢就隨著風勢延燒到被服廠,名為「被服廠」代表其中有許多衣物,再加上人們避難時的家當,這些都是易燃物,面臨火勢洶洶,在此避難的三萬多人來不及逃生,幾乎都死於火災之中。當然大火不僅只有在被服廠,包括前面提到的市區,總共延燒了三天才結束,即使想救火也來不及,甚至市內的水池都被大火燒乾。

1923 關東大地震的火災分布圖,有顏色的區域是大火影響範圍。左下是築地、月島一帶,左上是皇居周邊,右上是上野一帶,右下則是紅東區,可見延燒範圍之廣。圖/震識提供

這時就出現了兩個疑問:

  1. 「為何會一下起發生多起火災?」
  2. 「為何火勢會燒不停?」

我們可以試想一下地震發生時間點,當時是上午 11 時 58 分,正好是午餐時間,用火的戶數正好是在極高的狀態,而這個年代仍以爐灶為主,不像現在瓦斯一關就斷火,因而造成了多個起火點。而日本多數的住宅建物仍為木構,木造房屋雖然有較佳的彈性、材質也較輕,比起磚造房更能抵擋地震搖晃,然而遇上火災卻容易起火燃燒,加上風勢助長延燒,便一發難以收拾。

關東震災全地區鳥瞰圖,可見包括東京(右上)、千葉半島(右下)、橫濱(中間)一直到左方的靜岡縣都有災情。圖/震識提供

浴火鳳凰,震災過後的帝都復興

也因為這樣,地震後的重建,便藉由各地災情重新思考都市規畫。當時提出「帝都復興計畫」的就是政界當紅炸子雞後藤新平(不是工藤新一,後藤新平著名的事於治理臺灣頗有政績)。

而這個復興計畫包括將道路拓寬、並增設許多公園以在災時作為防災避難所,如此一來便能提升地震後的避難、火災的救助成效,以及避難處所的安全性。尤其鑑於關東地震的大火,甚至進一步在都市計畫中加強防火的分區因應,自此東京都主要的街道在此災害後變逐漸成形。

因為當時日本帝國的國家力量強勢介入,因此在都市的規畫、重建都十分迅速,此種強制性重新訂定都市計畫的方式,在今日較為重視民主與人權的社會,應該已經行不通了。只是這樣考量災害因素的設計,也對於日後的防災鋪了條路,因此在災害預防上的科技與新思維,可以說因而有了進展。

重建後的東京與其考量防災防火的都市計畫圖。圖/震識提供

比天災更可怕,那些人為的謠言傳說…

在此阿樹再岔題一下,說一件特展中沒提到的事,那就是「屠殺朝鮮人事件」。簡單來說就是當時地震後的雜亂氛圍,導致開始有流言傳出,流言指出,當時在日本的朝鮮人和中國人試圖藉混亂「報復」日本,在井水下毒或是放火搶劫等事。而媒體未經查證並加速渲染了這些流言,加上當時的許多日本人奉行軍國主義,具有仇外與自我優威感,最後導致許多日本人自發性的組成自衛團,並胡亂殺害了在日的朝鮮人、中國人甚至日本人(因為口音分不出就直接殺害)。

上述是事件大略的樣貌,然而屠殺的人數、真正的原因至今還有爭議,我想也很難有個確切的事實,對事件成因便不多作評論。不過這也告訴我們,地震等天然災害造成的混亂,有時可能還會讓人加重喪失理智,而針對災害的媒體報導,若沒有適切的求真、求實,也可能釀成天災之外悲劇!天災已是不幸,希望人為的努力是能減少不幸,而非製造另一個不幸。

臺灣傷痛的記憶-1935新竹台中烈震

1935 年新竹—台中烈震為臺灣歷來死傷最慘重的地震,造成 3276 人死亡,雖然單看死亡人數不及關東大地震,但已是歷史上極為嚴重的震災,和關東大地震最大的差異在於:主要的死傷並非二次災害的火災,而是以地震的一次災害為主。

早在 1906 年梅山地震,大森房吉勘災後,發現臺灣當時流行的「土埆厝」建築方式,不但不耐震,也容易因此造成傷亡。而在 1935 地震時,最主要災害仍為這類傳統建物的倒塌,進而壓傷或壓死屋內的民眾。地震發生的時間為清晨六點,以務農為主的家庭多半已至田裡工作,多少能逃過一劫,然而都市的居民多以經商之人為主,當時可能都還未起床,因而死傷較為慘重。

1935 年地震時台中測站的地震波形紀錄。圖/震識提供

為什麼當時臺灣的傳統建築較不耐震?

以下為阿樹個人猜想:
或許多少也和時代背景有關,多數移入的閩南或客家人來自福建廣東等地,其建築方式也多為自古以來的傳承,在過去少有遇到強震侵襲,對於耐震的考量不若長期受地震威脅的日本,不過好在這幾次的地震並沒有伴隨大規模火災,否則災情更無法設想!

上集有提到,日本早期多以圖像或文字來紀錄地震,而臺灣則是以傳說故事、音樂詩詞為主,這次特展中也提供了聲音的紀錄,當時臺灣雖還未流行廣播,但卻有人利用留聲機錄製唱片的形式,將這次地震的慘狀用口白加上歌謠的方式留存下來。另一方面,由於受到日本統治影響,當時也有許多新聞與號外報導,其中也有一些照片、圖片,也看出當時有一小部分的日本文化融入了生活中。

大震災新竹州下 念白。圖/震識提供
1935年地震時的各種報導。圖/震識提供

而即使是震災的歷史紀錄,也仍看得出日治時期的日本帝國主義在臺灣的展現,像是國家所提供的微薄慰問金,非但不能拿來使用,還得用來購買日本國旗、感謝天皇恩賜,只能說政治可是無所不在啊!

明治新技術-明智的災後安置

由於 1935 年為日治時期,在許多的災後救援、調查、重建等,都已引進了「日式風格」的現代化思維,在災害統計、救災職務分配上已十分有系統與規模,特展中可見到「組合屋」的設置照片,代表對於災民臨時安置的重視,而先前日本為了控制抗日與維護治案的保甲制度、壯丁團則在此發揮了極有效率的勘災效果。

大甲郡梧棲街緊急造組合屋(臺灣中部大震災寫真帖)圖/震識提供

回顧當時的時空背景,明治維新引進大量西方科學科技,日治的臺灣也因這些處理的方式,於防災作為上有所進展。而在「昭和十年新竹州震災誌」中,也有許多科學的觀測與分析結果,當時還未有板塊學說,難以解釋地震成因,但其中卻出現了「大陸漂移」的可能說法在裡面。

此外,也是有一些難以改變之事,譬如「土埆厝」不太耐震的問題,在震災誌中也有提及,然而就像我們現今的老舊建物需要耐震補強情況一般,需要一定的時間、資金,要一夕之間加強也絕非易事。

昭和十年新竹州震災誌。圖/震識提供

時代在走,歷史要留:近年台日地震回顧

特展中也放了近代的地震,由於脫離日治時期已久,兩地之間的地震,除了賑災捐款和互助外,已少有直接關聯,透過震災的影像(阪神地震、311 東日本地震、921 地震與 0206 臺南地震…),以及博物館扮演的角色等等,在此不多贅述。

不過結尾有個「206」的展示品,乃是由汽機車牌所組成的,用來詮釋中南部的交通主要以自行騎駕車輛為主,這些因 2016 年 0206 臺南地震毀壞的車輛,也代表當地人「失去無形雙腿」的概念,十分不便。由於偶有到交通不便地出差的經驗,我可以體會這種不便利的困擾,不過,要是大地震造成的災害僅僅是這樣程度的不便,而再無人員的傷亡與建物一下子全倒的慘狀,我想已經是目前我們能想像到最好的情況了吧!

0206 地震與毀壞車牌的記憶。圖/震識提供

最後,期許我們從地震的歷史事件,得到對科學或防災有用的分析結果,以及從古人的經驗學習趨吉避凶之道。也請期待我們未來將寫更多關於臺灣的歷史地震!

註解

延伸閱讀

本文轉載自震識:那些你想知道的震事,原文為《歷史視角脈絡中的地震故事(下)》,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。

文章難易度
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暑假有三寶「颱風地震屁孩到處跑」,面對天災該如何預防?
震識:那些你想知道的震事_96
・2019/07/04 ・2191字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 514 ・六年級

阿樹來說前言:本文雖然並不是單純跟大家談地震,但防災的思維是大同小異,我們若可以預先做好颱風防災,同樣思維下一定也能為地震防災做些事。

先別管屁孩了,遇到天災你都如何預防?

當颱風快來時,大家會怎麼做?先查人事行政局網頁有沒有放假?人事行政局傳送門:https://www.dgpa.gov.tw/(應該很多人存到我的最愛 or 書籤裡了吧?)

不是啦,先看氣象局的颱風潛勢機率再決定我們要如何因應,其實近年來在許多媒體、網路與科普人士宣傳下。雖然嘴巴上常罵氣象預報不準,但由於我們已漸漸習慣這樣的呈現方式,即使颱風預報可能會有些誤差,但我們至少知道它侵台的機率高、發生的可能性高,而我們也知道颱風對我們會帶來哪些危害或是不便,進而提前做出預防措施。

颱風潛勢和常見表示方式的說明示意。圖/取自阿樹的地球故事書

決定了隔天或是晚上停班停課、颱風來襲的可能性很高,接下來就可以擬定計畫,因為屆時風大雨大、就不要再出門去公司檢查了,「門窗有沒有鎖好鎖滿?」「防淹水的沙包閘門有沒有放置妥當?」「排水是否堵塞?」「怕水的重要文件電器有沒有做好預防措施?」有的時候過去曾有沒做好而受災的紀錄,這時就可以借鏡用來擬定對策,當然別人發生的情況也可以拿來一併思考。

再想遠一點,如果颱風不幸滯留的話,「差旅有沒有可能延期?」「會議有沒有變數?」「活動有沒有備案?」這類產生的問題雖然不是「災害」,但也是一種衍生問題,先做好因應,就能降低不便。(這類的思維還可參考單信瑜老師在個人臉書提供的建議。)

颱風防災和地震防災有什麼類似之處?

地震雖然沒辦法做到像颱風或降雨一般的預報,但如果把時間尺度拉長,利用統計和科學方法,一樣能得到發生的潛勢機率,只是這個尺度是三十年、五十年,把時間拉長的用意是因為科學上還無法掌握更短周期的不確定性,所以會需要更長尺度的評估。但是,防災絕不會因為時間拉長了就無能為力,而是需要調整一些做法。

五十年的最大地振動評估,最直接的應用就是建築的耐震設計,若相關單位能依此有計畫的實施耐震評估補強,提升房屋的韌性,雖然平常不會看到效果,但在地震來時就能達到減災之效。或許我們很在意地震到底會不會發生、到底何時發生,但事實上許多建物的設計都需要讓它至少使用五十年(法定年限),因此設計時考量五十年某個機率以上會發生的事件,就是一種預防措施。

台灣地表振動強度機率分布圖。圖/震識提供

或許有人會問說:那麼我的耐震設計做到更高不是更好?確實,但前提是這得花上不少錢。因此在全國適用的規定下,訂出個基本措施、優先處理震度高潛勢區、人口密集處等高風險區,可以說是考量未來可能遇到震度的「最低標準」。而如果我們有能力,做得比最低標準高當然是好事,但前提是要有能力,有許多新建住宅也會標榜其耐震、制震能力,相對的也提高了成本,並非人人都能負擔得起。那和我們前面提到基本的預防措施就是兩回事了。

我們也曾被問過,如果是自家房子想評估耐震怎麼辦?很抱歉這方面的問題不能光靠地震領域,還要跨到工程領域,阿樹只能提供營建署老舊住宅耐震安檢專區的連結,裡面有政府對住家耐震安檢的規定和補助,也有相關單位的資訊。阿樹不確定這樣的作為是夠還不夠,若有朋友有實際經驗,也歡迎大家分享。

長期抗災,我們能做什麼?

簡單舉幾個阿樹會做的事,其實不外乎是一些常提到的:

  • 櫥櫃固定於牆上
  • 減少家中懸吊物的風險
  • 平時就備有防災用品和食品等
  • 常待的地點必須事先想好防災逃生路線
  • 不要覺得防震演練很蠢要好好的思考做法用意
  • 知道各種地方情境(客廳、臥房、浴室、廚房、辦公室)該第一時間怎麼應對

以上是平時就可以做的事情,如果大家已經有了自覺,知道自己所處的地方具有地震風險潛勢,那麼就把覺得可以做的防災做為先做好,防災專家告訴大家的多半都是大觀念,更需要大家因地制宜的舉一反三,就如同我們已經熟悉颱風災害的處置一般,熟悉地震帶來的問題,因應與面對,我們可以擔心做得不夠多,但沒必要過度恐慌,更怕的是只喊著怕卻裹足不前!

延伸閱讀

本文轉載自震識:那些你想知道的震事,原文為《如果你知道怎麼做好防颱準備,也該要知道怎麼做好防震準備》,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。

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地震來了躲桌下可以嗎?應該怎麼做才恰當?
震識:那些你想知道的震事_96
・2019/04/18 ・3713字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 530 ・七年級

  • 文/阿樹

就像漫畫進擊的巨人第一話的情節一般,地震防災的困境,並不是人們不知道有地震威脅,而是很容易就忘了…直到下一次電視上再瘋狂播送,或者是自己遇到,才會問:「對喔,地震來時該怎麼做才對?」

身為地震知識推廣平台,理所當然也要分享給大家地震防災知識,不過有許多的地震防災作為所強調的點是「觀念」而非「做法」,難以用 SOP 的方式提供給大家。換句話說,本篇能提供的是「我個人的做法」和「為什麼這麼做的理由」。當然,我的做法並不一定百分之百適用在每個人身上,但藉此能知其所以然,在遇到急難時才能有所變通。

臨「震」不亂:不同情境的避難原則

阿樹最常被朋友問到的問題是「地震來到底該不該跑?什麼時候該跑?」,這問題可分成以下幾個情境:

【一、上班、上課中,發生大地震】

遇到這個情境,就是先找掩避躲再說,原因有二:

  1. 多數情況我們不知道搖晃會不會越來越大,如果是離我們很近的強震,根本是不會有站穩的機會,當身體開始有明顯感受可以確認是地震(震度起碼已達 2 級),數秒內就會達到無法站立的程度,這種情況下還想做「關瓦斯、開門、再躲好」的一連串動作,幾乎是不可能做到的。
  2. 大地震來時,你永遠不會知道會不會有東西倒下來,因此確實做好頭部防護,甚至躲桌下是將受傷風險降到最小的方式。而若沒有穩固的桌子時,至少也選擇最近的柱子、遠離易倒的櫃子矮牆等地方。

如果是比較小的地震,也將會在很短的時間內就結束,即使躲到桌下也一下子(數十秒內)的時間,不過以我個人的經驗來說,多數情況下大概只有我會有嘗試躲避。雖然很多人都覺得,躲在桌子底下似乎蠢蠢的。但就我認為這件事並不蠢,花幾秒鐘可以讓自己減少災害風險是再簡單不過的道理,最起碼,把性命和羞恥心放在同個天平上反而才是蠢事。

真的遇到需要避難時,就先別管蠢不蠢了!桌子也盡量找穩固的,此照只是示意圖。圖/震識提供

【二、正好待在家,遇到大地震】

確實,不同的情境下會有不同的做法:

  • 如果是煮飯用火,確實把火源瓦斯關掉是當務之急,在過去許多在用餐前後時間發生的大地震,火災是主要的二次災害。
  • 而無論是洗澡、上廁所等比較難馬上離開現場的情況,倒也不用太著急,當然也是選擇靠近穩固處、避免掉落物為首要指導原則,並活用手邊的物品。
  • 若在睡著中遇到該怎麼辦?筆者建議:「那就起碼讓自己睡覺的地點,不要有掉落物的威脅!」不過這點屬於事前預防,我們稍後再說。簡單來說即使是睡著的情況,我們都應先預想遇到地震的應對方式,正因為我們無法確知地震發生的時間,才需要去預先設想不同情境。

眾說紛紜:「生命三角」「防震床」真的有用嗎?

這問題也是阿樹在不同場合都很常被問到的,生命三角的論述是基於「整棟房子倒塌時,很多生還者是從某些堅硬物與倒塌物的三角空間救出」而發展出來的理論。但這樣的論述有許多問題,譬如:

  • 沒有考量全面的統計數據
  • 沒有考量地震情境的多元性(包括震源特性、建物強度)
  • 太過強調「最好的選擇」

當然,也有專業的防災專家曾對此提出看法,在此就不多羅列說明。但從這個例子我們發現,多數的防災倡儀者會因為地震情境太過於多元,無法提供大家「完整 SOP」的防災建議,只能提醒大家如何評估出「相對較好的選擇」。因此,若有某種倡議是「這樣做就對了」的武斷說法,我會建議「想一想和以往防災建議是否有衝突,再決定要不要接受」。

至於防震床,阿樹覺得是有夠獵奇的產品,許多內容農場還十分推崇,令人感到不可思議。對於這項概念產品(我不太想相信這個會真的有賣),在此提出兩個想法:

  1. 近代台灣的地震史,有多少比例的房子是應聲全毀的?如果多數「正常」的房子有這麼脆弱,我們再來考慮這產品。但若要考量偷工或不肖建商的問題,應該是要從根本著手解決的。
  2. 睡覺習慣是否會把手腳掛在床緣?這樣一來會不會被這種自動化設備先弄受傷(直接上演絕命終結站?)還有更多意想不到的情境是這種概念產品無法處理的。

對於防震來說,臨震時的想法很簡單,就是「盡其所能穩住自己、不讓自己被壓到砸到」,而實際上我們多數能做的事,都是在「事前的準備」上。

事前預防:多一分準備少一份災害

在談防災的準備之前,我們先做個簡單的調查,如果以下三個問題,您曾想過二題以上並思考或實踐相關作為,筆者認為您至少是很有防災意識的。:

  • 您覺得您家的房子遇到大地震時穩固嗎?要怎麼確定?
  • 您有準備防災避難包或者是相關用品嗎?
  • 家中的櫥櫃等傾倒或掉落會造成危險的家具有固定好嗎?

或許,有些人對於以上的問題,還是很沒有找到一個自己也覺得適用的答案,或是也有前面提到像生命三角、防震床的疑惑,其本質是出於大家對「房子會不會倒」的恐懼,因此最直接的事前準備,就該是「確保自家的耐震能力」。這方面雖非阿樹的專業,但可以提供一些查詢的方向和準備:

【一、查明建築年分、地震危險區】
要直接有個查詢建築系統是有點難度的,因為建物主要是依當年的耐震法規來蓋,不過因此我們可以將年份作為第一個考量方向。

台灣建築耐震相關規範關鍵年分。圖/國家地震工程中心

譬如比較重要的幾個關鍵年份如:1974、1982、1999、2005 年前後,耐震的標準都多少有一些的差異,並不是說越老的房子越危險,而是說當年的科學知道的沒有現在多,因此較老的房子或許可以請專業的土木或營建相關專家以現在的角度重新評估。當然,包括本站之前所提過的「地振動強度的可能值」,雖然現在才剛起步,但這未來也是該逐漸納入考量的概念,至少,我們希望在潛勢高、可能發生震度較高的地方,能有更完善的考量。

台灣地震潛勢圖2015版。圖/科技部

【二、依據建築型式,評估耐震度】

這部分也是要仰賴專業,但如果今天我是個外行人,要如何切入了解呢?或許我們可以先研讀一下營建署網站上可看到的耐震設計規範與解說,進而決定是否要尋求進一步的諮詢。

舉例來說,在附錄的「耐震工程品管」中有提到一些現今審查時的原則,如儘可能採用簡單、對稱及規則之外型,或是使用較短之跨度及較近之柱距,這也意味著我們如果看到不對稱、挑高或是對柱體大小數量距離有疑惑時,就可以尋求土木或建築專家提出疑問,不過裡面有涉及許多專業術語,真心覺得還是很不安的朋友,直接請人來評估檢測最快。另外,還有一個專門評估「街屋」這種常見的老屋型式的街屋耐震網,如果型式是符合該網站的,可以試著輸入參數計算,算完也可以評估是否需要進一步檢測,自己的屋子自己顧!

【三、備妥急救包,隨時更新】

避難包的部分,個人覺得這是會有個人需求差異的問題,絕對是沒有百分之百正確答案。舉例來說,在城市地區的食物與一般性藥品的準備比重就不若離都市較遠的地方重要,然而居家中的長者,在震後如果缺乏水電、個人或慢性病藥物的需求,就可能也該納入防震包的考量,甚至家中有平常陪伴如親小孩的毛小孩們,是不是也能照顧到他們?因此在本文阿樹對避難包只有最簡單的兩點建議:

  1. 避難包是讓你度過災後什麼東西都缺的兩三天用的!
  2. 避難包不是讓你去「防震」,而是預防之後的不便和困擾!

不一定要做得像日本有一堆很新奇厲害的防災食品、用品,(不過筆者覺得他們這方面的產業真的很有規模),但至少要準備一些自己必定會用上的東西。進一步的防災包討論由於涉及各種災害情境,這部分我們在近期另一篇防災演練的情境討論中會再提到。

【四、穩固危險、易落物品】

固定廚櫃,阿樹個人覺得這應該是目前所有地震防災作為中,唯一可以稱得上是 SOP 的工作。

以過去常見情況看來,只要震度大於五級的情況搖個一陣子,很多東西就會掉滿地,因此至少利用簡單的工具將笨重的書櫃、衣櫃、電視固定在牆上,一來可以在地震時減少被砸到或是家具傾倒困住的風險,二來也可以有效減少災損。

固定廚櫃,是筆者認為唯一可以稱得上防震 SOP 的工作。圖/pixabay

至於實際的做法還是非常多元,無論是高貴但美觀一點的系統櫃、再平價一點的瑞典家具也有鎖上牆的工具,或者是更簡單的利用角鐵加矽利康等材料自行固定,只要做的確實,起碼都比完全沒做來得好。當然也有租屋族因房子或房東因素沒辦法鑽鎖牆壁,那就只好用比較簡單的防震措施或是調整家具的擺設(起碼不要讓衣櫥有機會壓到睡夢中的自己)。

身為地震科普知識傳播者,還是期待能讓大家知災、防災,終極的目標是希望大家除了能主動「問問自己可以做什麼」,也能藉由各種知識的累積後,「想想自己能做什麼」。

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《震識:那些你想知道的震事》由中央大學馬國鳳教授與科普作家潘昌志(阿樹)共同成立的地震知識部落格。我們希望透過淺顯易懂的文字,讓地震知識走入日常生活中,同時也會藉由分享各種地震的歷史或生活故事,讓地震知識也充滿人文的溫度。

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挖掘古地震:六甲斷層活動留下的地震痕跡
震識:那些你想知道的震事_96
・2019/04/03 ・4511字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 576 ・九年級

  • 文/圖 洪瑞駿、姜竣友

編按:「斷層槽溝」是一種研究斷層在地表特性的方式,人工製造出地層剖面方便直接觀察,本文為兩位作者觀察六甲斷層槽溝後的科普文分享。

從斷層開挖槽溝找尋古代地震的紀錄,對筆者而言也是件新奇體驗!雖然說筆者的研究主軸為地震,但大多時間是跟那些上下抖動的震波圖為伍,很少有到野外親眼一看斷層的機會,尤其是有過地震活動紀錄的斷層。如果知道斷層在很短的時間(所謂很短還是至少有數百年)內曾活動並伴隨地震,這樣的斷層常會被歸類為活動斷層。從地質學角度來說,想要知道某條斷層究竟有沒有活動紀、是否屬於活動斷層,或想了解過去斷層活動的頻率,最直接的方式就是「眼見為憑」:直接開挖,一探究境!

每年擠壓八公分,台灣的斷層活動與地震

由於板塊運動的緣故,大地承受著相當大的應力作用。以台灣來說,菲律賓海板塊每年大約以 8 公分的速率擠壓台灣,這樣的速率大概跟手指甲生長速率相當,雖然看似很慢,但放著不管一下就累積了很多移動量。當岩石受到板塊作用的力量擠壓時,一開始會撓曲變形,而外力若持續作用,岩石最終還是會斷裂,形成斷層,而岩石破裂瞬間所釋放的能量即是地震。試想,當我們握著一支尺的兩端並開始擠壓,尺便會開始撓曲; 當擠壓的力量過大時,尺會斷裂並產生震盪,這樣的震盪就如同斷層活動發生地震。

依據斷層活動的特徵可以將斷層分類如下,並如【圖一】所示。

  1. 正斷層 (normal fault)
  2. 逆斷層 (reverse fault),不過我更常談這分類之下的「逆衝斷層」(thrust fault)
  3. 平移斷層 (strike-slip fault),有時會譯作「走向滑移斷層」
【圖一】斷層的主要活動形式。由左至右為地塊相互擠壓形成的逆衝斷層 (reverse fault),相互遠離而造成陷落的正斷層 (normal fault),以及在水平面上滑動的走向滑移斷層 (strike-slip fault)。Credit:USGS

我們暫且把以上的分類想成是理想情況、又或者是簡單的三軸分量,因為在真實世界中,斷層經常會有一種以上的活動特徵,例如去年造成重災的美濃地震,它的斷層活動就是以平移為主並帶有逆衝的分量(簡單來說就是上述的 2+3,但以 為主),這也是台灣最常見的斷層型式。了解不同類型的斷層活動,搭配斷層長度、活動週期等其他資訊,能幫助地震學者計算斷層活動機率並評估危害程度。

什麼是活動斷層?難道有「不活動」的 斷層?

前面已提到,斷層就是地層破裂並出現相對移動。因此看到斷層,就意味著這邊一定曾有過斷層「活動」!

不過,隨著時間演變、地質條件也會慢慢改變,讓斷層活動的外力並不會一直都在。有些原本會活動的斷層,會因為失去大地作用力而不再累積能量,最終不再活動,可以想成斷層「死掉了」。另一方面,有些斷層因為適當的大地作用力條件下,仍可以繼續累積能量,因而可以預期將來的某一天,斷層會再次發生地震、釋放能量,這樣的斷層我們便稱作「活動斷層」。當然,這樣的講法還是有點籠統,因此科學家會給予更精確的定義,以台灣來說,依照中央地質調查所公布的活動斷層定義,這些斷層必須要是十萬年以來有活動證據者。若是有一萬年來的活動紀錄,地質調查所會進一步歸納為第一類活動斷層;若是一萬年~十萬年間活動者,則稱為第二類活動斷層。

十萬年很久嗎?其實一點也不,事實上,地質作用十分緩慢,慢到你常會忘了它有在作用。板塊僅以每年數公分的速率移動,要是沒有現代的測量技術隨時監測,我們也很難發現板塊的運動;而若是要探討顯著的地質變化,往往是用百萬年作為時間單位來計量。所以和整個地質歷史的尺度相較,一萬~十萬年這樣的時間或許只是算是一瞬間、而地震活動甚至短到不可想像。

以下列舉一些可以定義活動斷層的方式(滿足其中一項即可):

  • 有潛移行為者(例如:池上斷層)
  • 有歷史地震發生者(例如:集集地震的車籠埔斷層)
  • 透過地形監測確定有變形者(例如:彰化斷層)
  • 有地質證據證實斷層曾經在上述時間區間內發生過。

除了上述第一、二類活動斷層外,還有一種稱為存疑性活動斷層,也就是說這些斷層的特性還有討論空間,或者是在地表難以確認它的存在,其它諸如「到底是不是斷層?」「是否真的有十萬年內的活動紀錄?」……等等。遇到這些現象,地質學家通常就以虛線表示之,【圖二】標出了根據這些活動斷層分類評估後,定義出來的活動斷層。

【圖二】中央地質調查所公布的台灣活動斷層圖。本文所指槽溝的目標斷層即是 17 號六甲斷層。

隨便挖都可以發現斷層?才沒那麼簡單

開挖斷層槽溝,顧名思義便是在斷層帶上挖一個深槽(大約數公尺深),以分析斷層過去的活動紀錄了。然而這想來簡單,做起來卻不容易,首先,斷層淺部常被厚厚的沉積物蓋住,要確切定位出斷層帶(通常只有數十公分寬)位置,仍俱有相當的挑戰性。

再者,斷層帶在淺部地層經常會散成許多較小的裂隙,亦或是斷層帶根本沒有延伸至淺部的盲斷層,這些都使槽溝位置選取的難度增加。因此,通常地質學家在決定開挖之前,都需要進行許多評估,例如震波測勘、地電阻測勘、以及參考地質圖、地形資料等,然而即便如此,淺部幾十公尺~幾百公尺深的地層中,經常充斥各種雜亂的物質(例如土壤、人為回填土等等),加上地下水量不平均的干擾,讓斷層位置判斷增加些許難度。

此次槽溝開挖的緣起為嘉南農田水利會委託學者及顧問公司探勘六甲斷層,欲藉由觀察斷層帶上的紀錄,了解該斷層多久活動一次、最後一次活動的時間為何。斷層本身比鄰近的岩石較為脆弱,因此長期受力的作用下,地震便會在斷層上重覆發生。因此,計算斷層兩邊地層的相對位移量,便可以推估地震活動次數,以及最後一次的活動時間。【圖三】簡化表示了二次活動在地層紀錄中留下的痕跡:

【圖三】從槽溝觀察到斷層,依照地層位移變化判斷古代地震的方法簡圖,詳細描述請見內文。圖/震識提供

【圖三】的右半邊為現今看到槽構中地層剖面的示意圖,從地層的分布我們可以確認一件事:

千年前沉積的地層並未被中央的斷層「切過」,因此它的上方是平整的狀態,而其下方不連續的部分是 萬年前的地層,看起來它是有被斷層切過而造成兩側的高低落差,假若這個落差是由一次的斷層活動造成,那麼它就會是介於在 千年前至 萬年前的地震。

接著我們把 萬年前地層中的高低落差(1.8m)拉到 萬年前齊平的狀態後,就會得到左圖,接著再分析下方5萬年前形成的地層,就會發現下方 萬年前的地層「還有 1m 的高低落差」,當然,如果這是另一次斷層活動所造成的,就代表在介於 萬年前至 萬年前之間,還有一次地震。因此當我們固定測量基準面,計算地層的相對位移量,搭配地層厚度、斷層面角度資訊,可以回推每一次的地震錯動量,以及地震發生的次數。通常學者會將該斷層每一次的錯動量平均,得到大致的地震回歸週期(也就是該斷層隔多久會釋放一次地震)。

竟然長達21公里?六甲的盲斷層槽溝

所以說了這麼多,我們在六甲斷層槽溝究竟看到甚麼?首先,六甲斷層是一條長達 21Km 逆衝型盲斷層。近日由黎明工程公司於烏山頭水庫庫址開挖槽溝【圖四】,而地質學家便會在槽溝中尋找蛛絲馬跡,推理過去發生的地質事件。

在大多數的情況中,越下方的地層,年紀越老(除非有些地質作用讓地層倒轉過來,但這次的例子是沒有的),所以我們的故事會從底層最老的地層說起。

整體而言:從老到新的地層傾斜程度逐漸變緩,這告訴我們老地層經歷更多的外力作用而變得更傾斜,可推知抬升作用不斷的進行。地層的成分可提示我們該區域過往沉積環境:底層含較多的泥質成分,代表這地區過去可能是湖泊或是較寧靜的水域等搬運能力較弱的地方;而淺部含沙量較高的成分則表示當時沉積環境為搬運能力較強之環境,如氾濫平原或河流【圖四、五】。將以上故事搭配定年的結果,我們將可建構出地層沉積史,解釋古代環境的變遷。

【圖四】黃線以下顏色較深、顆粒較細,為靜水沉積環境;以上顆粒較粗、顏色較淺,為河相沉積環境。紅色圈處透鏡狀的沙層為典型的河道截切面。圖/震識提供
【圖五】藍色圓框處為古代植物根部生長留下之痕跡。黃色虛線處上方為回填土層。紅框處為代表古河道剖面的透鏡狀沙層。綠色實線代表地層走勢。圖/震識提供

至於地震留下的痕跡則要回到構造解釋了,學者觀察到在地層中有廣泛分佈裂隙充填構造,這可能是由於地震或褶皺作用造成地層產生裂縫,進而填入其他物質。而在淺部的地層中有一層泥質薄層有著明顯的扭曲【圖六】,可能是其在尚未成岩時遭一次地震事件的擾動。

【圖六】左:淺部受擾動之泥層(紅色圈內),可能為地震事件造成。泥層上方紅磚,可約略推估該處地層極為年輕。右: 裂隙充填所造成之條紋(箭頭處),可能為地震擾動形成的。圖/震識提供

那造成地震的斷層在哪?先別急,前面提到了六甲斷層是盲斷層,加上許久未錯動產生地震,槽溝並沒有看到斷層本身。不過,地層卻留下了印記,除了前述的資訊,加上在短短六十公尺內,地層傾角由 度陡增至 60 度【圖七】,也暗示著這裡曾有過數次斷層活動,這樣驚人的地層變形,連資深教授都嘆為觀止。

初步判釋,這樣的變形應該是在過去 9000 年內由多次的地震等作用造成,當然不排除近代歷史地震的貢獻。而根據歷史文獻紀載:166117361862 年台南皆有大地震的紀錄,其中 1862 清朝台南大地震是台灣 19 世紀傷亡最慘重的地震,推估規模達 6.7,其位置與六甲斷層十分接近(鄭世楠,2014塵封的裂痕-歷史地震第二講ppt 4751),現階段研究仍在進行中,我們期許構造所留下的地層證據有機會提供更完整的解答。

【圖七】地層傾斜變化,由西向東地層由平坦的8度陡增至近60度(取自嘉南農田水利會六甲斷層報告書)。圖/震識提供

雖然,由槽溝觀察斷層的分析結果,還需要一段時間的研究才會出爐,但毋庸置疑,六甲斷層是個活躍的活動構造,也是未來台灣的地震威脅之一。像這樣的斷層分析需要有更多的研究投入,而台灣的地震危害潛勢及評估仍亟需各方人力共同努力與推廣。

特別感謝:高嘉謙博士生及黎明工程顧問公司。提供重要的斷層資料與指正,使本文更臻完善。

本文轉載自震識:那些你想知道的震事,原文為《挖掘古地震:找尋斷層活動留下的地震痕跡》,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。

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