有地震！你感覺到了嗎？

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。

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？

濾水技術：從霍亂危機到高效濾芯

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。

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

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。

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。

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。

濾水技術：不僅是進步，更是守護未來

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。

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

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？

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？

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。

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。

歡迎訂閱 Pansci Youtube 頻道 獲取更多深入淺出的科學知識！

本文由 交通部氣象局 委託，泛科學企劃執行。

某天，阿雲跟阿寶分享了一個通訊軟體上看到的資訊：

阿雲：「欸，你知道最近有個傳言說，花蓮有 7.7 級地震，如果發生的話台北會有 5.0 級的震度耶！」

阿寶：「蛤？那個傳言也太怪了吧，應該是把規模和震度搞混了！」

震度：量度地表搖晃的單位

確實常常有人把地震的規模跟震度搞混，實際上，因為規模指的是地震釋放的能量大小，所以當一個地震發生時，它的規模值已經決定了，只是會因為測量或計算的方式不同，會有些許的數字差異，而一般規模計算會到小數點後第一位，故常會有小數點在裡面。然而震度指的意思是地表搖晃的程度，度量表示方式通常都是以「分級」為主，比如國外常見、分了 12 級震度的麥卡利震度階，就是用 12 種不同分級來描述，而中央氣象局目前所使用的震度則共分十級，原先是從 0 級到 7 級，而自 2020 年起，在 5 級與 6 級又增了強、弱之分，也就是震度由小而大為 0-1-2-3-4-5弱-5強-6弱-6強-7 等分級，所以在表示上我們以整數 + 級或是強、弱等寫法，就可以區分規模和震度，不被混淆了！

而為什麼專家常需要強調震度和規模不一樣？那是因為震度的大小，是受到許多因素的影響。地震發生後，造成地表搖晃的主要原因是「地震波」傳來了大量能量，規模越大的地震，代表的就是地震釋放的能量越大，就像是你把擴音的音量不斷提高時，會有更大的聲音傳出一般。所以當其他的因素固定時，確實會因為規模越大、震度越大。

可是，地震波的能量在傳播過程中也會慢慢衰減，就像在演唱會的搖滾區時，在擴音器旁往往感覺聲音震耳欲聾，但隔了二、三十公尺之外，音量就會變得比較適中，但到了會場外，又會變得不是那麼清楚一樣。所以無論是地震的震源太深、或是震央離我們太遙遠，地震波的能量都會隨著距離衰減，一般來說震度都會變得比較小。

「所以，只要把那個謠言的台北規模 5.0 改為震度 5 弱，說法就比較合理了嗎？」阿雲說。

「可是，影響震度的因素還有很多，像是我們腳下的岩石性質，也是影響震度的重要因素。」阿寶說。

場址效應：像布丁一樣的軟弱岩層放大震波

原本我們都會覺得，如果地震釋放能量的方式就像是聲音或是爆炸一般，照理說等震度圖（地表的震度大小分布圖）上會呈現同心圓分布，但因為地質條件的差異，分布上會稍微不規則一些，只能大致看出震度會隨著離震央越遠而越小。地震學上有一個專有名詞叫做「埸址效應」，指的就是因為某些特殊的地質條件下，反而讓距離震央較遠的地方但震度被放大的地質條件。其中最常見的就是「軟弱岩層」和「盆地」兩種條件，而且這兩種還常常伴隨在一起出現，像是 1985 年的墨西哥城大地震，便是一個著名的例子。

墨西哥城在人們開始在這邊發展之前，是個湖泊，湖泊中常有鬆軟的沉積物，而當湖泊乾掉之後，便成了易於居住與發展的盆地。雖然 1985 年發生的地震規模達 8.0，但震央距離墨西哥城中心有 400 公里，照理說這樣的距離足以讓地震波大幅衰減，而地震波傳到盆地外圍時，造成的加速度（PGA）大約只有 35gal，在臺灣大約是 4 級的震度，然而在盆地內的測站，卻觀測到 170gal 的 PGA 值，加速度放大了將近五倍，換算成震度，也可能多了一至二級的程度，也造成了相當程度的災情。盆地裡的沉積物，就像是裝在容器裡的布丁一樣，受到搖晃時，會有更加「Q 彈」的晃動！

因此，在臺灣，雖然臺北都會區並沒有比其他區有更多更活躍的斷層，但地震風險仍不容小覷，因為臺北也正是一個過去曾為湖泊的盆地都市，仍有一定程度的地震風險，也需要小心來自稍遠的地震，除了建築需要有更強靭的抗震能力，強震警報能提供數秒至數十秒的預警，也多少讓人們能即時避災。

斷層的方向與震源破裂的瞬間，也決定了等震度圖的模樣

阿雲似懂非懂的接著問：「可是啊，為什麼有的時候大地震的等震度圖長得很奇怪，而且有些時候震度最大的地方都離震央好遠呢！也太巧合了吧？」

「這並不是巧合，因為震央下方的震源，指的其實是地震發生的起始點，並不是地震能量釋放最大的地方啊！」阿寶繼續解釋著。

「蛤！為什麼啊？」阿雲抓抓頭，一邊思考著。

地震是因為地下岩層破裂產生斷層滑動而造成的，雖然不是每個地震都會造成地表破裂，但目前科學家大多認為，地震的破裂只是藏在地底下，沒有延伸到地表而已，而且從地震的震度，也可以看出地底下斷層滑移的特性。

斷層在滑動時，主要的滑動和地震波傳出的地方，會集中在斷層面上某些特定的「地栓」（Asperity）之上，這些地栓又被認為「錯動集中區」，而通常透過傳統的地震定位求出來的震源，其實只是這些地栓中，最早開始錯動的地方。但實際上，整個斷層錯動最大的地方，往往都不會在那一開始錯動的地方，就像是我們跑步時，跑得最快的瞬間，不會發生在起跑的瞬間，而是在起跑後一小段的過程中，而錯動量最大的區域，才會是能量釋放最大的地方。而或許是小地震的地栓範圍小，震央幾乎就在最大滑移區的附近，因此也看不太出來，通常規模越大，震源的破裂行為會隨著時間傳遞，此效應才會越明顯。

那麼斷層上的地栓位置能否確認？這仍是科學上的難題，但近年來科學進展已經能讓我們透過地震波逆推斷層上的錯動集中區，至少可以透過地震波逆推斷層破裂滑移的型式，得以用來比對斷層破裂方向對震度分布的影響。以 2016 年臺南—美濃地震為例，最大錯動量的地區並不在震央所在的美濃附近，而是稍微偏西北方的臺南地區，也就是因為從地震資料逆推後，發現斷層在破裂時是向西北方向破裂。而更近一點的 2018 年花蓮地震，錯動量大、災害多的地方，也是與斷層破裂方向一致的西南方。

透過更多的分析，現在也逐漸發現破裂方向性對於大地震震度分布的影響確實是重要議題。而雖然我們無法在地震發生之前就預知地栓的位置，但仍可從各種觀測資料作為基礎，針對目前已知的活動斷層進行模擬，就能做出「地震情境模擬」，並且由模擬結果找出可能有高危害度的地區，就能考慮對這些地區早先一步加強耐震或防災的準備工作。

多知道一點風險和危害度，多一份準備以減低災害

但是，直到目前為止，我們仍無法確知斷層何時會錯動、錯動是大是小。科學能給我們的解答，只能先評估出斷層未來的活動性中，哪個稍微大一些（機會小的不代表不會發生），或者像是斷層帶附近、特殊地質特性的場址附近，或許更要小心被意外「放大」的震度。而更重要的是，當地震來臨前，先確保自己的住家、公司或任何你所在的地方是安全還是危險，在室內要小心高處掉落物、在路上要小心掉落的招牌花盆壁磚、在鐵路捷運上要注意緊急煞車對你產生的慣性效應…多一些及早思考與演練，目的就是為了防範不知何時突然出現的大地震，在不恐慌的情況下保持適當警戒，會是對你我都很重要的防震守則！

【參考文獻】

• 地震來臨躲不躲？！—何謂震度
• 臺灣的新地震震度分級制度
• 地震來了臺北特別晃？關於盆地的場址效應- PanSci 泛科學
• 場址效應
• 中華民國內政部消防署全球資訊網->不同情境下避難原則
• 地震災害及成因
• 【專欄】地動山搖的前一秒 – 中研院訊
• 第十六屆旺宏科學獎成果報告書
• 震央在美濃，為什麼台南災情最嚴重？超級電腦找出原因
• 地震來襲往哪躲？別再相信「生命三角」最安全！——《地震100問》 – PanSci 泛科學
• 網傳]地震發生時要躲「黃金三角」或「生命三角」，這真的是正確的嗎?