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生命三角—地震避難處選擇的爭議

科學月刊_96
・2011/06/20 ・5913字 ・閱讀時間約 12 分鐘 ・SR值 526 ・七年級

為有效減低生命財產損失,必須落實地震防災教育。日前關於生命三角的討論沸沸揚揚,但此法與傳統躲在桌子下的作法大相逕庭,吾人如何抉擇?

劉坤松

日本東北外海3月11日下午發生日本有史以來最大的地震,震央位於三陸外海,震源深度24公里,地震規模達9.0,其釋放出的能量相當於1萬5848顆原子彈威力,是921大地震的355倍。引發超過30公尺高的大海嘯,並造成房屋倒塌和核電廠、煉油廠起火,二萬多人失蹤死亡,滿目瘡痍,慘不忍睹,甚至包括台灣、紐西蘭、智利等太平洋沿岸30多國也都發布海嘯警報。此外,更令人心驚的是核電廠爆炸起火,輻射外洩,恐釀成人類浩劫,不僅喚起了台灣全民及政府的災害警覺,也觸動了我們的危機神經。

圖一:道格是美國國際救援小組(ARTI)的成立者,也是地震生命三角理論的創始者,他參與過世界各地許多重大災害的救援行動。

反觀台灣,同樣地位於環太平洋地震帶上,歷年來遭受許多重大的災害性地震。1999年的921地震造成2456人死亡,房屋毀損達10萬6685棟;這些地震提醒我們在劇烈的板塊碰撞帶上,未來仍可能再次面臨類似921之大地震,這是我們應有的認知,也就是,地震是台灣居民無法避免,勢必一再發生,而且必須面對的重大天然災害。因此,為有效減低人民生命財產損失,除了加強地震防災科技之研究與應用推廣外,地震防災教育的落實更是不可或缺。

既然地震防護那麼重要,我們該如何做呢?對於地震發生時的應變,最近聽聞美國道格庫普先生(Doug Copp,圖一)所極力提倡的「生命三角」(Triangle of Life)理論,建議民眾躲在桌子旁、沙發旁或牆角,此與傳統的躲在桌子下的作法(圖二),截然不同。但是,這一套避難理論並沒有獲得官方的認同,內政部消防署也特別發新聞稿,建議優先躲在堅固的桌下。到底,地震發生時如何應變是最適當的,本文將做分析比較及探討。

什麼是生命三角?

在網路及媒體宣揚所謂的〈正確的地震保命法〉中,提及「地震來時,你躲在哪裡?如果你依照小時候老師教我們的方法乖乖躲在桌子底下、床舖底下,那麼,我必須告訴你, 你的傷亡率,高達98%!! 那該怎麼辦? 美國國際搜救隊長教你正確的躲避位置。」。〈正確的地震保命法〉是美國國際救難總隊隊長道格庫普在民國86年到中華民國搜救總隊所做的演講,但一直到九二一地震後,這篇演講才受重視。沈寂多年後,最近又因日本的311大地震後在網路廣為流傳。道格是世界上最有經驗的救援小組——美國國際救援小組(American Rescue Team International, ARTI)的首席救援者。從1985年墨西哥地震至今,幾乎參與了每一次重大的救援工作,曾經和來自60多個不同國家成立的各種救援小組一起工作過,也曾經在875個倒塌的建築物裡爬進爬出。

圖二:傳統的地震防護方法建議躲在桌子下。

在1996年,道格及美國國際救援小組、土耳其政府等聯合製作了「生命三角」求生方法的研究影片。模擬摧毀了一座學校和一個裡面有20個人體模型的房屋。其中10個人體模型用「蹲下和掩護」方法,另外10個模型使用「生命三角」求生方法。結果顯示那些用「蹲下和掩護」方法的人存活率是零,而那些使用「生命三角」的人能夠達到100%存活率。

道格所稱的「生命三角」,是指當建築物倒塌時,落在物體或家具上的屋頂或樓版重力會撞擊到這些物體,使得靠近它們的地方會留下一個空間。這個空間就是「生命三角」(圖三)。當物體越大、越堅固時,被擠壓的部分就越小,而所遺留下的空間就越大,於是利用這個空間的人可免於受傷的機會就越大。

國內外地震避難處的選擇

台灣

針對上述道格所主張生命三角理論,內政部消防署特別於100年4月11日發出新聞稿,摘錄部份內容如下:

圖三:道格所稱的「生命三角」示意圖。

近日網路流傳美國道格庫普先生所提「生命三角」理論,建議民眾遇到地震,應躲在桌子旁、沙發旁或牆角,而不是傳統的躲在桌子下。但是,這一套避難理論並沒有獲得各國官方的認同,主要是因為地震發生的情境、人員身處的場所環境,以及世界各國的建物耐震結構均不相同,並無法以一概全。

由於重大地震發生瞬間,人員所處之地面或樓地板會劇烈搖晃,第一時間內並不容易立即離開現場,所以,遇到地震瞬間一定要先保持冷靜,避免身體遭受外物傷害,尤其是頭部的受傷。地震同時會造成室內的天花板、電燈、吊扇、窗戶玻璃等掉落的危險,以及大型家具之移動或倒塌,例如無固定住之電視、書櫃、鋼琴等,上述情況都有可能造成人員的傷害。屆時身體躲在堅固桌子,所形成的空間會比「生命三角」要安全。因此,人員在室內避難時,建議優先躲在堅固桌下,而躲在桌子下時,可握住桌腳,當桌子隨地震移動時,桌下的人可隨之移動,形成較佳的防護屏障,避免受傷。

此外,主管地震監測的中央氣象局,有關地震防護的建議則是地震時室內的人員應立即打開出入的門,隨手抓個墊子等保護頭部,儘速躲在堅固家具、桌子下,或靠建築物中央的牆站著。切勿靠近窗戶,以防玻璃震破。綜合消防署及中央氣象局的資料,地震時國內的防護方式還是躲在桌子下。

日本

圖四:「日本強震即時警報之學校防災教育」的影片可看出,日本教授仍然教育日本學童要躲在桌下來避震。

日本素來是地震的耐震及防震技術與觀念最先進的國家,筆者在民國96年9月參加國家災害防救科技中心所主辦的「台日強震即時警報系統技術交流研討會」中,有一主題為「日本強震即時警報之學校防災教育」的影片仍然教育日本學童要躲在桌下來避震,在筆者的提問其對美國國際搜救隊長的主張時,日本教授仍堅持原先躲在桌下的做法,如圖四所示。此外在日本東京消防廳網頁地震安全十要點中的第一點亦強調地震時優先保護自己,並躲在桌下的做法。

美國

美國也是地震科技及研究執牛耳之國家,尤其美西加州更是地震頻繁,地震災害潛勢相當高的地區。由一份美國內政部地質調查所、紅十字會、加州地質調查所、南加州地震中心、聯邦緊急管理局(FEMA)等單位共同發行的地震防護手冊:「保護您的家庭,應付地震-地震安全的七個步驟」中的第五步驟:在地震中保護,在室內的做法是蹲下、藏身和抓牢,即蹲到地面,在結實的辦公桌或桌子下面藏身,繼續抓牢,直到地震停止,如圖五所示。

圖五:美國地震防護手冊:「在室內的做法是蹲下、藏身和 抓牢」。

綜合以上資訊,國內、日本及美國對於地震避難處的選擇顯然與道格庫普地震避難處選擇的主張有所差異,那麼民眾該如何遵循呢?

道格庫普「生命三角」理論的分析

首先我們來了解道格庫普的理論,有無缺失?筆者在美國國際救援小組網站看過道格等所製作「生命三角」求生方法的研究影片(圖六)。

片中模擬摧毀了一個裡面有20個人體模型的房屋。結果顯示那些用「蹲下和掩護」方法的人存活率是零,而那些使用「生命三角」的人能夠達到100%存活率。但該影片在模擬大樓倒塌時,是直接倒塌,樓版直接往下覆蓋,在道格的模擬中並未先做水平方向樓版的搖動,與真實地震引起樓版的反應有所差距。我們要了解當近距離的大地震來時,是先上下振動(P波引起的),然後是S波及表面波引起更強烈的水平方向的振動,此時非結構物的櫃子、家具、冰箱等如未事先做好固定的準備,則會移動或滑動撞擊甚至壓擠旁邊掩蔽的人體,造成人體的直接傷害。因此,如果要採用道格所稱的「生命三角」理論時,必須先做好地震前的準備工作,筆者稱為「三重四得」(取諧音三從四德)。(表一)

另外,在道格「生命三角」求生方法的家具所要扮演的角色,其實就是類似柱子的功能,去支撐或擋住樓版或橫梁的直接往下覆蓋,但先前條件是此家具是固定不動的,才能有類似結構物元件的支撐作用。但以國人目前地震前的準備來看,「三重四得」這部分是欠缺的。因此若採取生命三角法可能會未蒙其利,先受其害。

圖六:道格的美國國際救援小組網站提供各式介紹生命三角理論的影片,強調其可行性。

國內外傳統躲在桌下做法的分析

至於國內外傳統躲在桌下的做法,也具爭議處。倡導躲在桌下的理由是避免身體遭受外物傷害,尤其是頭部的受傷,因為地震會造成室內天花板、電燈、吊扇、窗戶玻璃等掉落的危險。屆時身體躲在堅固桌子,所形成的空間會比「生命三角」要安全。因此,人員在室內避難時,建議優先躲在堅固桌下,而躲在桌子下時,可握住桌腳,當桌子隨地震移動時,桌下的人可隨之移動,形成較佳的防護屏障,避免受傷。但是躲在桌下的做法,當建築物樓版因強震倒塌時,會將桌子壓毀,人如果躲在桌下,反而壓縮了逃生空間,變成人肉三明治?尤其是學校的課桌能不能承受的起教室樓版倒塌落下的重量,實在值得懷疑?

較適當安全避難處選擇的分析

以作者的看法說明如下:早期要求學生在防震演習中,躲在課桌下,其原因是要避開因地震造成天花板落下的物品(燈管、電風扇、玻璃、剝落混凝土塊等)對學生頭部的重擊,並未進一步考慮到整個樓板會塌陷下來,直接壓傷學童,畢竟這樣的地震少之又少,那這樣的強震民眾及學生如何判斷呢?建築物樓板因強震倒塌時,會將桌子壓毀,人如果躲在桌下,反而壓縮了逃生空間,如果人以低姿勢躲在桌旁,桌子可以緩衝倒塌物品的力道,而且旁邊可製造一生存空間。

在經歷過921地震後,我們知道如果地震是發生在白天上學時刻,則學校教室的建築結構是無法保護學童的。因此不怕一萬只求萬一,我們依經驗及往例,彙總的做法是:「躲避在課桌椅旁,背向窗戶,身體姿勢放低,並用書包保護頭部,避免被碎玻璃或是懸掛物品、其它高處掉落的物品如燈具、電風扇、剝落混凝土塊等掉落擊中」。

實際避難還是要因地制宜。地震時很難找到可以保護自己而且絕對安全的地點,但是在相對安全的地點避難,一定可以大大減少傷亡的發生。另外,在家中或辦公室則必須要先做好地震前的準備工作,「三重四得」,固定好家具,再加上道格的「生命三角」,才能見效。此作法類似於有專家學者所提倡家中衛生間,因周圍有較多的承重牆,為室內相對安全的避難地點之一,如圖七所示。

圖七:大樓內之衛生間是承重牆較多的地方,為室內相對安全的避難地點之一。

安全避難處的選擇(室內及屋外)

對於地震發生時的應變,不論身處何處,都應立即選擇一安全的避難處,避開危險區域,趨吉避凶。然而,何處是安全的避難處,哪裡又是危險的區域。我們在此作一探討及說明。

地震時很難找到可以保護自己而且絕對安全的地點,有一些原則可以讓我們找到相對安全的地點,先談室內的避難原則有二:一、堅固桌子的旁邊,大柱旁、牆角。理由是避免被掉落的物品打傷,這些地點可以躲避吊燈、破碎玻璃、傾倒的櫥櫃等掉落物的傷害。二、衛生間(廁所)等承重牆較多,跨度較小的地方,並且要避開外牆體等薄弱部位。

至於屋外的避難原則,地震來時要不要衝到屋外?由於每個人所處空間的情況不同,會有不同的考量與反應,有一些原則可決定逃生方式。通常在一樓的人比較有可能逃至戶外,如果戶外有空曠地,例如公園,或身處學校的一樓教室,外有空地,這時可選擇逃至戶外。但如果在都會區大樓的一樓,要衝過騎樓,逃至屋外,則要考慮招牌、花盆掉落的危險以及會不會有車輛衝出,人行道的空間夠不夠大以避開大樓掉落的東西。通常二樓以上的人比較沒有可能逃至戶外,只能就地避難。

如果你待的地方是有潛在危險的,這時要儘量放低身子,緩慢移動到安全的地方。

地震時預防火災的處理

地震時如果選擇就地躲避,則首先要做好預防火災的處理,即使是被壓住或困住了,無法立即逃生,但還有機會等待救援人員的救助而不會被衍生的火勢燒死、嗆死或烤死。在地震所引起之二次災害中,以火災最為可怕了。地震時因劇烈的地面振動,會使瓦斯管斷裂或是使瓦斯桶傾倒、電線鬆斷,外洩的瓦斯若碰上電線走火或火爐、瓦斯爐移位,以致於引起火災。同時也因地面振動使水管破裂,而無水源可救火,倘若地震發生於人囗密集的住宅區,火勢將一發不可收拾,迅速蔓延,造成極大的人員傷亡與財產損失。

地震時逃生或避難的原則

地震發生時,保持鎮定、正確的反應與防護是保證生命安全、減少人員傷亡的關鍵。逃生或避難應先後遵循的幾個原則,說明如下:

一、保持鎮定,判斷地震大小及遠近。
二、決定戶外逃生或室內就地躲避。
三、戶外逃生勿慌張進出建築物,除非有逃生的時間以及立即的危險,否則不要跑出室外。
四、室內就地躲避:
(一)火的處理:先關閉爐火、瓦斯、使用中的電源如電熨斗,烤麵包機等電器用品,立刻拔掉插頭以防止火災。如有起火情形,迅速滅火。
(二)如時間許可,也立刻將門窗打開,以免地震過後門窗扭曲變形,無法開啟逃生。
(三)備好地震緊急包、尋找堅固庇護點,如堅實的家具旁、樑柱之角隅或牆角,以軟墊或雙手護頭,身體姿勢放低,避免被碎玻璃如窗戶、鏡子或是懸掛物品、其它高處掉落的碎裂物給擊中。
(四)主震過後,應迅速撤至戶外,離開危險區域,高層人員應盡量避免乘坐電梯。注意安全門、出口樓梯人群擁擠所造成的傷害。
地震時我們可能正在家裡、辦公室、車上、海邊或山上,也可能正在學校、百貨公司、戲院等人很多的地方,所要採取的臨震反應措施均不相同。

結語

大地震所帶來的災難雖無法避免,但我們如能事前有計畫,臨事時能處理得當,應可將災害減至最低程度。而在地震發生時極為短暫且可能驚慌混亂的情形下,臨震反應與緊急避難疏散必須靠平時的準備與常規性的演練教育才能落實,才能做出正確且有效的反應,而真正達到減災的目的。希冀透過本文有關地震防災教育的傳授,普及讀者地震防災常識,加強對於地震災害的認識及防範,並提升防災知識智能,以有效適當的地震防護反應,減低地震災害所造成的生命財產損失。

關於「地震時逃生或避難的原則」、「三重四得」、「地震危險區域」等的更多細節,請參閱筆者著作《地震存亡關鍵》

參考資料

  1. 美國國際救援小組(ARTI)網站:http://www.amerrescue.org/
  2. 中央氣象局資訊服務網站 http://www.cwb.gov.tw/
  3. 日本東京消防廳http://www.tfd.metro.tokyo.jp/index.html
  4. 內政部消防署100年4月11日新聞稿「地震避難逃生要領 保持冷靜避免受傷」。
  5. Protecting Your Family From Earthquakes— The Seven Steps to Earthquake Safety, U.S. Geological Survey, 2007.
  6. 劉坤松,《地震存亡關鍵》,五南圖書出版股份有限公司,2010年。

本文作者為劉坤松:任教高苑科技大學通識教育中心暨防災研究中心。原發表於科學月刊498期2011.6月號

文章難易度
科學月刊_96
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臺灣原子與分子科學研究所創立的幕後功臣:張昭鼎——專訪中研院原分所陳貴賢研究員
研之有物│中央研究院_96
・2023/08/26 ・4364字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文轉載自中央研究院「研之有物」,為「中研院廣告」

  • 採訪撰文|簡克志
  • 責任編輯|簡克志
  • 美術設計|蔡宛潔

中研院原分所的推手

中央研究院原子與分子科學研究所(簡稱原分所),是國內原子科學的研究重鎮,位處於臺灣大學學區,研究領域涉及表面科學、尖端材料、原子/分子與光學、化學動態學以及生物物理。原分所第一任的籌備處主任為張昭鼎先生,他的思維與待人接物的方式,深深影響了現在的原分所。中研院「研之有物」於 2023 年 4 月專訪原分所所長陳貴賢特聘研究員,一起從他的角度認識這位謙和又有遠見的科學家。

在研之有物團隊與張昭鼎紀念基金會人員到訪時,陳貴賢相當熱情地介紹原分所沿革以及張昭鼎的為人處世。圖|研之有物

當天是個晴朗和煦的午後,研之有物團隊和張昭鼎基金會的工作人員,來到位於臺灣大學的中研院原分所,準備拜訪陳貴賢所長。原分所位於臺大校園中心,旁邊就是醉月湖,研究所建築外觀換新之後,以典雅新穎的紅磚色拱形亮相。甫進辦公室,充滿活力的陳貴賢,看起來已經準備好和我們分享關於原分所和張昭鼎先生的故事。

原分所建立初衷

原分所成立於 1982 年,由張昭鼎擔任第一任籌備處主任(1982~1993),現任所長是陳貴賢,擔任所長已將近 7 年(2016~2023),並即將在今年 7 月 15 日交接所長職位給魏金明合聘特聘研究員。當我們問到原分所一開始是如何成立的?陳貴賢提到,原分所是當時海外學者李遠哲與浦大邦開始的構想,希望幫助臺灣發展原子與分子科學、同步輻射科學兩大領域,以跟進國際科學的研究步調。

為了和政府提出建言,李遠哲等學者邀請了全世界知名的科學家一起討論,包含吳健雄以及她的先生袁家騮,他們當時還回臺灣做了好幾場演講。經過持續的溝通與交流,最後終於事成,浦大邦主要負責同步輻射(中心落腳於新竹清華大學旁),而李遠哲就是想辦法建立原分所。

由於李遠哲當時人在美國柏克萊大學化學系任職,他迫切需要一位信任的人在臺灣幫忙。因此,他找了在學時期認識的臺大學長張昭鼎,請他負責籌備原分所,張昭鼎當時已經是臺灣無機合成化學的先驅。陳貴賢回憶道「張昭鼎是一位格局很大的人,也可以理解基層的需求」。

成立一個所並不簡單,有很多眉角要處理,比如選址就是大問題。李遠哲希望能夠促進中研院和學校之間的合作,讓年輕學生也能參與研究,最終選址於臺灣大學正中央,原分所就此成立。「對有志於科學的年輕人是非常大的福氣」,陳貴賢說。

1982 年原分所籌備初期的建築工地,照片中李遠哲(右 1)、張昭鼎(右 2)與李崇道(右 3)正在討論。圖|陳貴賢

原分所在做什麼?新興材料的研究重鎮!

話說回來,原子與分子科學研究所是研究什麼呢?看起來不是一般的物理、化學、機械等數理學術機構。陳貴賢在訪談中笑著說,「所有的物質都是原子組成的,兩個原子結合在一起就變成分子,分子繼續疊在一起就會形成固態、氣態或液態的物質。」原分所是在研究原子相關的物質科學,但陳貴賢強調,原子內還有各種基本粒子,例如質子、中子或夸克等,研究這些基本粒子屬於高能物理,不屬於原分所的研究範疇。

舉例來說,原分所的研究有大家很熟悉的半導體,以及稱為「表面科學」的重要領域。陳貴賢說,很多化學反應都會發生在物質表面,尤其太陽光如何和表面原子互動相當值得探討,他的實驗室就有研究如何透過光催化材料來進行人工光合作用。

原分所另一個重要領域是「化學反應動態學」。陳貴賢提到,過去李遠哲回臺灣時,就有從柏克萊帶回珍貴的交叉分子束設備。設備的噴嘴會噴出兩束不同的分子束,讓分子束交叉碰撞之後,觀察化學反應的動態機制。「了解化學反應怎麼發生,才有可能對它進一步控制」,陳貴賢道,他以燃燒反應為例,如何讓燃燒反應更完全、減少污染物的產生就是個大學問。

此外,陳貴賢還分享了另外兩個重要領域「尖端材料」和「生物物理」,尖端材料例如能源材料,有太陽能材料或是熱電材料等,讓未來能源發展有更多機會。生物物理例如研究生物影像的分析方法,發展各種創新的顯微技術。

原分所發展至今,即使張昭鼎在 1993 年 4 月離世,仍受到他的處世之道影響。陳貴賢回憶道,當時 1993 年元月份來到原分所,在開始長期的學術生涯之前,曾仔細瞭解張昭鼎的事跡及為人,發現他很重視基層人才,願意給年輕人機會,甚至幫忙找資源。

隨著不同的所長接任,原分所的制度和規範逐漸完善,在林聖賢、劉國平、王玉麟、及周美吟等所長的努力下,原分所逐漸進入穩定發展的狀態。王玉麟擔任所長期間為了紀念張昭鼎,在 4 樓的會議廳就命名為「張昭鼎紀念講堂」。

張昭鼎紀念講堂。圖|研之有物

搶救《科學月刊》,致力於科學教育傳播

除了成立原分所之外,張昭鼎的另一項重要貢獻是《科學月刊》。《科學月刊》是臺灣本土力量孕育而生的科學雜誌,自 1970 年創刊營運到現在,是珍貴的科學傳播刊物,對於臺灣科學界的人才培養和學術交流都有好的影響。

關於《科學月刊》對臺灣早期科學界的重要性,陳貴賢說:「你做的科學研究不只是要在國際上發表成果,你甚至希望可以扎根,讓更多下一代的人可以對科學有興趣。在那個時代我想《科學月刊》幾乎是唯一的選擇。」

張昭鼎是《科學月刊》在位最久的董事長(1973~1993),1970 年代初期是《科學月刊》早年財務最艱困的時候,甚至在 1975 年內部曾經有停刊的想法,而張昭鼎與董事會最後的決策是:保留《科學月刊》,圖書業務則交由他人負責經銷。這個決定影響深遠,讓《科學月刊》度過困難的 1970 年代。

張昭鼎(左)與李遠哲(右)合影,《科學月刊》創刊 20 周年紀念餐會。圖|張昭鼎紀念基金會

然而,張昭鼎在 1993 年不幸過世。他的離世對好友李遠哲來說是巨大的衝擊。陳貴賢提到,李遠哲曾在懷念故友文章寫道「或許真的是已到了我該回家鄉的時候了」。很多人起初以為他只是暫時回臺灣,沒想到李遠哲真的一直留在臺灣,為原分所、中研院學術界以及臺灣社會持續付出。

張昭鼎離世之後,次年張昭鼎紀念基金會隨之成立。基金會繼承張昭鼎的精神,積極推廣科學教育,在李遠哲院士倡議之下,2011 年基金會首度舉辦了「居禮夫人高中化學營」(今為瑪麗居禮科學營)。瑪麗居禮科學營的招生對象,主要是對數理化學有興趣的高中學生,在四天的營隊活動,邀請重要學者做專題演講,特別精心設計分組實驗實作,讓學員對科學研究有親身體驗。

陳貴賢分享,原本營隊主要籌備是清華大學,後來張昭鼎基金會董事希望在中研院、臺灣師範大學以及張昭鼎紀念基金會的努力下,將營隊活動轉移到臺北。感念張昭鼎對原分所的貢獻,陳貴賢沒有第二句話,全力幫忙。從 2020 年開始,瑪麗居禮科學營就順利在臺北舉辦至今。

入世的科學家——張昭鼎

在原分所服務多年的陳貴賢,雖然和張昭鼎真正相處時間很短,但對張昭鼎的為人處世印象相當深刻。陳貴賢認為,張昭鼎之所以能體會基層的需求,正是因為吃過苦,他出身於困苦家庭,小時候幾乎都在戰亂中度過;而從小得知母親與「鴨母王」朱一貴的血緣牽連,也時刻提醒張昭鼎保持不隨波逐流的反叛思維。

陳貴賢:「他不是關在象牙塔裡面的科學家,他是一個入世的、對社會關懷很深的一個人。」

不僅在學術界有影響力,張昭鼎也在社會廣泛交友,認識許多執政黨與在野黨的人,並與他們建立友誼。陳貴賢提到,這也是當初李遠哲邀請張昭鼎擔任原分所籌備處主任的原因,看重他的人脈和社會參與能力。

張昭鼎(右)是李遠哲(左)最敬愛的朋友,人脈相當廣。圖|陳貴賢

除了人脈廣,張昭鼎也力求資源妥善利用。陳貴賢說,之前一位芝加哥大學畢業的同仁曾經回憶,當年張昭鼎到芝加哥去招聘人才的時候,他住的旅館是 YMCA 青年旅館!其實原分所在籌備階段經費是相對充裕的,但是張昭鼎堅持不浪費,將人民的稅金用在最需要的設備添購上。「他的堅持令人敬佩」,陳貴賢說道。

陳貴賢接著回憶,在籌建原分所期間,張昭鼎與行政體系常有意見相左的情況,因為行政人員認為只有法律允許的才可以做。而張昭鼎則試圖在法律找到合情合理的談判空間,所以他在原分所籌建過程也協助突破許多公務採購障礙,提升政府的服務效率。

陳貴賢認為,張昭鼎是一個跨越族群與階級的行動家。跨越族群的意思是,張昭鼎是閩南人、也是臺灣人,但是他不會因為本省/外省、客家/閩南等不同族群,在社會參與上劃地自限。跨越階級的意思是,他的出身困苦,並不是特權或貴族家庭,所以他是入世的、走出來的人,願意服務於基層,也願意為基層服務。

陳貴賢最後感慨地說,張昭鼎是跨越了不同階級與族群的人,只可惜他離開的早。接著,陳貴賢分享自己曾經隨手寫下的一首臺語歌,在訪談中哼了起來,以紀念張昭鼎先生。

啦啦啦啦 啦啦啦啦
啦啦啦啦 啦啦啦啦
地瓜落土 才會生湠
等待春天的雨水
新希望

陳貴賢解釋,這首歌的意思是說,地瓜要放進泥土裡面,才會長出新的葉子,並等待春天的雨水到來。當春雨來的時候,就是一個新的世代。人生路途中,有些人留得比較久,有些人走得比較快。像張昭鼎先生雖然不幸離開,但後面會再有新的一代,就像代表臺灣人的地瓜一樣,堅持著地瓜精神,一直延續下去。

陳貴賢認為,張昭鼎是一個跨越族群與階級的行動家。圖|研之有物

研之有物│中央研究院_96
285 篇文章 ・ 2902 位粉絲
研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook

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為什麼土耳其大地震的災情慘重?反思臺灣的防災意識——《科學月刊》
科學月刊_96
・2023/05/14 ・2726字 ・閱讀時間約 5 分鐘

  • 潘昌志/科普作家,著有《地震 100 問》、《海洋 100 問》。

Take Home Message

  • 土耳其位於被斷層包圍的歐亞地震帶,因此飽受地震威脅。
  • 年初在土耳其與敘利亞交界發生兩次大地震,因為地上建物多為古老、不耐震建築,導致災情嚴重。
  • 借鏡土耳其地震,臺灣的防災議題中除了討論傳統的防災建議,更要著重檢討老舊建物的補強問題。

今(2023)年 2 月 6 日,土耳其東南部與敘利亞交界處發生了兩次大地震,分別在當地上午 4 點 17 分(Mw = 7.8)和下午 1 點 24 分(Mw = 7.5)1。兩次強震與後續餘震造成相當慘重的傷亡,根據國際救援組織 Humanity First 截至 3 月 11 日的統計,已造成至少約 5 萬人死亡、13 萬人受傷,如此嚴重災害也引起國際社會關注。本文將介紹此次地震,並反思這次災害對臺灣地震防災的啟示。

地震發生的原因

土耳其位於歐亞地震帶上,附近的地體構造包括較大的歐亞板塊與非洲板塊,還有較小的阿拉伯板塊與安納托利亞板塊。

土耳其境內主要的斷層系統落在安納托利亞板塊與其他板塊的邊界,北側為與歐亞板塊相鄰的北安納托利亞斷層(North Anatolian Fault);東部的東安納托利亞斷層(East Anatolian Fault)則是安納托利亞板塊與阿拉伯板塊的交界,此交界再往東延伸便與比特利斯-札格洛斯褶皺逆衝帶(Bitlis–Zagros Fold and Thrust Belt)相鄰;南端則與死海轉形斷層(Dead Sea Transform)相連。

另外,地中海的塞普勒斯隱沒帶(Cyprus subduction zone)南方也是非洲板塊向北隱沒至安納托利亞板塊的交界,土耳其可說是被斷層包圍、充滿地震威脅的國度(圖一)。

圖一|土耳其附近板塊構造與本次地震震央示意圖。圖/科學月刊。

土耳其東南部與敘利亞交界處發生了兩次大地震,震央分別在圖上★的位置。

這兩次地震主要坐落在東安納托利亞斷層系統的破裂帶上,兩次地震規模相當,加上震央位置與斷層機制不同,以及餘震的空間各自獨立分布,一般會將兩次地震視為兩個不同破裂面上的事件。

但像這樣接連兩次的地震,有些單位或學者也會將規模較小的第二次事件視為餘震,就像是去(2022)年在臺灣的關山、池上接連發生的地震一樣,自然界中偶爾會看到兩次地震規模相近、又可能是同一斷層或相鄰斷層系統的地震事件案例。

歐亞地震帶上的地震好像都特別嚴重?

「歐亞地震帶」大致的分布範圍可以從印尼延伸到中國、印度、尼泊爾、中亞、土耳其、希臘,甚至遠到義大利。不過這裡的地震頻率不如環太平洋地震帶頻繁,所以人們對於歐亞地震帶上的強震較為陌生,或許還可能有此區地震總特別嚴重的印象。

不過災情之所以慘重,主要是由於歐亞地震帶涵蓋了希臘、羅馬、波斯、印度等蓬勃發展的古文明國度,這些國家的古老建築多半難以扺抗強烈震度。

即使現代工程技術已能扺抗強烈的振動,但這些地區的耐震補強更新不一定能趕在大地震來襲之前完成。過去如2009年義大利拉奎拉市(L’Aquila)地震、2015 年尼泊爾地震、2016 年義大利中部地震、2017 年伊朗-伊拉克邊界地震,致災原因皆為劇烈震度與當地建物的不耐震。

進一步探討今年土耳其的災情狀況,與 1999 年 921 集集地震的規模(Mw = 7.6)相比,這兩次地震的能量釋放已經相當接近,而地震的震源深度又分別只有 18 公里和 10 公里,MMI 震度達到 9 級2。淺源地震造成強烈震度,再加上當地的建物耐震能力較差,致使慘情慘重。從部分新聞提供災區照片,也可以看出低樓層結構軟弱、柱子不夠粗、缺乏抵抗剪力強度的老舊建物受到嚴重損壞。

掃描 QRcode,可見土耳其的港口城市伊斯肯德倫(Iskenderun)某建物地震前後對比圖。大面積的窗戶側缺乏強力的柱子支撐,加上樓層較高,遇上大地震其實很難撐住剪力的破壞。

「生命三角」有用?重點還是耐震問題

也因為樓房倒塌狀況相當慘重,人們生還機率渺茫,因此有部分報告也提及,在樓板瓦礫中發現了躲在家具間縫隙的「生命三角」空間而生還的例子,讓這個一般「不建議」的防災概念又再次被討論。然而,生命三角適用的「整片樓板震毀落下」的情況,根本原因是來自於建物的脆弱。

防災單位之所以建議「趴下、掩護、穩住」而非「生命三角」,乃是因為絕大多數地震對人身的威脅,遠大於生命三角所適用的情況。像這樣因缺乏耐震建物的狀況下,比起討論何種防災建議恰當,更重要的是檢討老舊建物的補強問題。

危老住宅、防災都更進展緩慢的問題不僅在臺灣可見,在土耳其更加嚴重。近年來,當地北方大城市如安卡拉、伊斯坦堡的房價已達到一年成長破 100% 以上的程度。再加上近幾次大地震後,土耳其的防災與建築專家也不斷倡儀政府應重視建物耐震議題,希望可以在下次大地震來臨前先做好準備。

然而大地震不會等人們慢慢重整旗鼓,我們也該藉此反思,即使 921 集集地震後建物法規的修訂與落實逐漸被正視,但國內仍有大量連耐震評估都未辦理的老舊建物,實為一大潛在威脅。

未來地震防災應該關注的重點

殺人的不是地震,而是建築。或許人們會認為,蓋好房子總要花大錢,但其實提升耐震並不是只有重蓋房屋一途,還可以利用耐震補強來落實(圖二)。近年內政部營建署與國家地震工程中心的「私有建築物耐震弱層補強」措施已提供民眾補助的方案和金額,然而強化房屋涉及房產的所有權人,必然需要透過如「區分所有權人會議」讓公寓大廈內的住戶取得一定共識才能實施。

因此真的要提升住宅的耐震安全,靠的不是政府或科學家,而是人們應有「居安思維」的意識,願意從認識地震來思考如何在地震頻繁的臺灣安全生活,將社區的基金用在修繕補強耐震上、將管理費撥一點用於防災演練或是設備添購。地震防災要有效深耕,不該只是準備地震包、演練趴下掩護穩住,而是要將防災視為一件重要的事,並作為日常的習慣。

圖二|住宅耐震補強的申請步驟。圖/科學月刊。

耐震補強的補助條件

  1. 耐震能力初步評估結果危險度總分大於 30 分者。
  2. 耐震能力詳細評估結果為須補強或重建者。
  3. 經依「災害後危險建築物緊急評估辦法」第六條規定緊急評估有危險之虞,並已於建築物主要出入口及損害區域適當位置,張貼危險標誌者。
  4. 經執行機關認定有補強必要者。

註解

  • 〔註 1〕Mw 是地震矩規模,為其中一種地震規模表示法。
  • 〔註 2〕MMI 震度 9 級對照到中央氣象局的震度分級約是 6~7 級的程度。
科學月刊_96
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板塊與斷層並不相同,從土耳其敘利亞大地震了解大地之母
PanSci_96
・2023/03/12 ・2981字 ・閱讀時間約 6 分鐘

今年 2 月 6 日,土耳其大地震的影像,透過國際媒體、社群網路不斷轉發,讓世人再次感受到大自然的無情,也讓身處地震帶上的台灣,重燃關於地震的防災意識。

而同樣身處地震帶上的我們,對於地震又理解多少呢?

這次土耳其的地震規模有多大?

今年2月 6 號,土耳其當地時間凌晨四點,發生了地震矩規模(Mw) 7.8 的強震(美國地質調查局 USGS 的測定數據);震央位於土耳其南部與敘利亞接壤,有著 170 萬人口的加濟安泰普省,震源深度僅僅只有 17.9 公里,屬於極淺層地震。

不幸的是,大約 9 小時之後,距離震央東北方不到 100 公里的地方,再度發生規模 7.5 的地震,深度甚至只有 10 公里,最大震度甚至高達麥卡利震度的 X 度,相當於台灣的 7 級地震。

光是在土耳其境內,強震造成四萬一千多人死亡、十萬多人受傷,是土耳其百多年來死亡人數最多的地震。

土耳其為什麼會發生大地震?

為土耳其百多年來,死亡人數最多的地震。圖/維基百科

地球表面包含地殼和一小部分的地函質地剛硬的地方,被稱為「岩石圈」,它並不是完整的一塊,而是分裂許多個「板塊」。中洋脊新生的海洋地殼會推著兩側的板塊不斷向外擴,最終在海溝下沉回到地函,完成循環。

然而,這些板塊彼此運動的速度和方向並不一致,彼此之間會有碰撞、擠壓、摩擦、分離等等的相對運動,形成相互碰撞的「聚合型板塊邊界」、相互分離的「分離型板塊邊界」以及水平錯動的「轉形型板塊邊界」(Transformation Fault,臺灣中學課本常翻作「錯動型板塊邊界」)。

實際攤開地圖,土耳其大部分區域都位在高原上;但在腳底下,土耳其的土地正不偏不倚的落在四個板塊的交界處:北邊的歐亞板塊、南方有阿拉伯板塊、西南方是非洲板塊,大部分國土則位於安納托利亞板塊上。

這些板塊相互推擠,創造了土耳其豐富的高原地貌,也造就了頻繁的地震。

地震發生的原因不只是因為板塊碰撞

我們常以「板塊的碰撞」作為地震的原因,雖然板塊運動確實會伴隨地震發生,卻不能直接解釋地震發生的機制。

板塊新生及重回地函的地方,構成了板塊的交界,它可以是中洋脊、海溝,如果該二板塊交界處的兩側都是陸地,則可能擠壓形成山脈。

就像拿兩塊吐司互相擠壓,會變形的,不是只有接觸面而已,整塊吐司都會因為兩側施加的壓力,在各處形成變形、甚至破裂。而這個破裂面,就是斷層;斷層錯動的瞬間,就會引發地震。

因此,斷層不一定要位於板塊交界上,而是只要岩層有受力的地方,就有可能產生斷層,它可以位在板塊交界的「附近」,也可以是位在遠離板塊交界的地方。

當然,因板塊的相對運動容易讓應力累積在板塊交界處,在板塊交界附近的斷層數量也就比較多。

這次土耳其錯動的斷層是?

土耳其正落在四個板塊的交界處。圖/維基百科

前面提到,土耳其剛好就位於安納托利亞板塊、歐亞板塊阿拉伯板塊與非洲板塊的交界處。由於阿拉伯板塊長年向北運動,又受到北方歐亞板塊的阻擋,因此被迫轉向西北方推擠安納托利亞板塊,使得土耳其國土被逆時針擠出。

在四個板塊的相互推擠下,土耳其境內形成兩條較大的岩層破裂帶,一條是東南方的「東安納托利亞斷層系統(EAF)」,另一條則是橫貫整個國境北部「北安納托利亞斷層系統(NAF)」。

這次土耳其大地震的事發地「東安納托利亞斷層」,形成的主要原因正是阿拉伯板塊長年向西北推擠安納托利亞板塊所產生的應力,使得岩層沿著板塊邊界,以東北西南的方向破裂。除此之外,在這條斷層的北側也發展出好幾條東西方向延伸的破裂面,形成東安納托利亞斷層的分支,也是這次大地震第二次主震發生的位置。

根據美國地質調查所的紀錄,這些破裂面,已經超過一百年沒有明顯的地震發生,表示這附近的岩層,已經長期處在應力累積、沒有宣洩的狀態。在阿拉伯板塊持續向北推擠的形況下,岩層終究無法承受,並沿著「東安納托利亞斷層系統」的數條破裂面發生水平方向的錯動,造成了這次的地震。

根據歐洲的人造衛星影像結果,這次錯動的程度之驚人,第一次主震發生的地方,地層左右位移了六公尺,第二次主震更到達八公尺。

為何地震為何總是突然發生,
而不是緩慢的釋放應力?

現在最廣為人知的地震理論,是在 1906 年舊金山大地震時,美國的地質學家李德,觀察加州的畜牧農場的圍籬在地震後發生的錯位情形,並於 1911 年提出了「彈性回跳理論」;其認為斷層附近的岩層先是受到某種外力而發生變形,當斷層面的摩擦力最終無法抵抗外力時,岩層將沿著斷層面一口氣錯動、釋放累積的能量,就產生了地震。

有了這個理論,我們還能推測,已經存在的斷層因為本身就是岩層破裂的地方,結構較為脆弱,當岩層繼續受到外力擠壓變形,就容易再次沿著斷層方向錯動。就像是一片玻璃摔過之後,裡面產生微小的裂痕,雖然玻璃沒有碎掉,但可以預期,如果這塊玻璃再摔到一次,這些微小的裂痕可能就變成了破口,甚至徹底碎裂。

至於讓斷層附近的岩層變形的「外力」除了板塊運動外,地表的侵蝕作用、火山活動等,都是可能的原因。

火山活動亦為使岩層變形的外力之一。圖/Envato Elements

台灣為什麼有許多斷層?

回頭看,位於板塊交界帶上的台灣,在菲律賓海板塊與歐亞板塊的擠壓下,從北到南遍布了大大小小的斷層。根據經濟部地質調查所在 2021 年公佈的數據,台灣共有 36 條活動斷層。

至於板塊交界處則是在花東縱谷。菲律賓海板塊與歐亞板塊的邊界,從北方的琉球海溝劃過台灣的下方,向南延伸到馬尼拉海溝;在地表上,這條邊界一路從花蓮北端貫穿整個花東縱谷平原。

從一千五百萬年前開始,菲律賓海板塊就不斷地朝西北方向推擠,如今仍以每年 7~8 公分的速度,向著歐亞板塊邁進,海岸山脈也因此不斷衝向中央山脈。

我們可以將台灣岩盤的變形狀況想像成是推土機推雪:海岸山脈是推土機,中央山脈則是雪堆。當推土機推著雪堆向前行時,雪堆前、後和底部的變形最強烈。在海岸山脈的推擠下,變形量最高的地方集中在西部平原、花東縱谷以及中央山脈的底部。由於中央山脈底部岩層溫度過高,只會產生變形;而西部平原、花東縱谷則成為了斷層最密集、地震好發的地方。

和土耳其一樣身處地震帶的我們,除了讚嘆大自然的鬼斧神工之外,具備更健全的地震知識、學習如何與地震災害共處,並盡可能降低地震帶來的傷害,成了我們每個人的重要課題。

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PanSci_96
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