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尼加拉瓜地震頻繁將引起火山爆發?專家:無直接證據

陳妤寧
・2014/05/01 ・1177字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 535 ・七年級

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文 / 陳妤寧

馬納瓜湖和附近火山、重要都市的地理位置。(圖片來源:陳妤寧)
馬納瓜湖和附近火山、重要都市的地理位置。

尼加拉瓜在 2014年 4 月 13 日於當地晚間發生了 4.4 級和 5.6 級的兩次地震,震央位於尼加拉瓜首都馬拿瓜市北部,震源深度分別為 10 公里和 14.8 公里,屬於淺源地震。部分地區電力和通訊中斷,八百多間房屋受損或坍塌。尼加拉瓜屬於地震頻仍的國家,當月 10 日和 11 日也發生了規模 6 級以上的地震。

火山將隨之爆發?

尼加拉瓜的災害應變署(Nicaragua’s Disaster Response Agency,SINAPRED)在 4 月 18 日發布了一份研究報告,認為近來頻發的地震活動可能導致馬拿瓜市北部附近的火山活動,不過,目前沒有立即性噴發的證據。

科學家表示火山口和附近水井的水質沒有變異,沒有出現二氧化硫的成分,火山結構也沒有發生變化 — 也就是說 — 沒有徵兆就是最好的徵兆。

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然而,尼加拉瓜災害應變署(SINAPRED)的研究報告指出,過去幾周以來「戲劇性增加」的地震頻率,狀況和 1999 年塞羅內格羅火山前的上百次「地震前奏」非常類似。塞羅內格羅火山是中美洲最年輕的火山,而板塊活動引發的3次地震導致了它最後一次的爆發。

馬納瓜湖的斷層帶

首都馬拿瓜市位於「馬納瓜湖」的南側,面積 1024 平方公里的馬納瓜湖是中美洲第二大的淡水湖,在湖的北側和南側分別有莫莫通博火山和阿波耶火山這兩座火山。尼加拉瓜當局宣稱:「沒有科學證據可顯示莫莫通博火山和阿波耶火山即將噴發。」雖然目前顯示這兩座火山間的地震活動已經在減少中,但仍不排除芮氏規模 5 級到 6 級之間餘震的可能性。

事實上,尼加拉瓜近日的地震活動都集中在馬納瓜湖西南側的納加羅特市到馬特阿雷市之間一段長約 20 公里的斷層帶,也就是在 4 月 10 日受到 6.2 級地震正面衝擊的地區;這個地區和馬拿瓜市分屬不同的斷層帶,然而這份報告提出警告,認為馬納瓜湖持續的地震活動可能會激化馬拿瓜市的某些斷層,並且對城市引發大規模災害。

馬納瓜湖近年來出現了引起湖水倒退的湖岸線「變形」問題。科學家們正在調查原因,但基本上認為這是本地區頻繁的地震活動所引發的從屬現象之一。這份報告指出整體的湖水溫度正常,且之前所發現的升溫現象可能源於湖中其他位置所發現的天然溫泉口。

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這份報告建議尼加拉瓜保持高度的警覺,並且呼籲尼加拉瓜地區研究所(Nicaraguan Institute of Territorial Studies,INETER)應大幅增加對地震風險的研究和知識產出。而和火山爆發相比,應對餘震的風險保持更高的警覺。(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

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陳妤寧
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地震前兆研究的另一條路:慢地震
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/12/19 ・1906字 ・閱讀時間約 3 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/何其恩

大家印象中的地震是什麼樣子呢?是災難電影中,地震來了就是天搖地動、山崩地裂?還是曾經在新聞上看到路面裂開、房屋損壞?

其實地震可以根據不同區域、產生原因等分成許多種類。像是火山地震、隕石地震、冰川地震⋯⋯等。如果我們用物理特性來分類,可以把地震分為快地震及慢地震。

什麼是慢地震訊號?

一個斷層存在著接近脆性變形(可以想像這時地層像餅乾一樣,受到壓力會破碎)的孕震區,當應力累積到極限時,就會發生破裂產生地震;隨著溫度及壓力改變,會慢慢接近韌性變形(這時地層比較像黏土,受到壓力不會破碎,而是直接變形,難以累積應力)的穩定滑移區。

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當然也存在介於兩個性質之間的區域,就是慢地震常發生的地方,累積應力到一定程度時破裂,但又緩慢回彈,形成維持時間長但瞬時能量不大的一種地震,稱為「慢地震」。

在 21 世紀前,地球科學家們就有共識,斷層依照破裂方式可大約分成兩個種類:一種是會被鎖定一段時間,發生錯動產生地震的黏滑斷層(stick-slip faults);另一種則是持續穩定滑移的潛移斷層。

慢地震的發現,讓我們了解並驗證斷層的錯動方式,有介於上述兩者之間的模式,可以像黏滑斷層一樣累積應力,錯動的方式卻類似潛移斷層。

慢地震的發現

慢地震分成非常多種,像是長微震(Tremor)、低頻事件(LFT)、超低頻事件(VLF)、慢滑移事件(SSE)⋯⋯等。有些名字很早就被拿去火山地區使用,因為岩漿等流體造成的震動,也會有長微震、低頻事件出現。2002 年,日本學者首次發現非火山區的板塊交界帶出現了長微震,臺灣則是在 2008 年開始出現相關研究。現在學界會特別區分這些微震是屬於火山區(volcanic )還是非火山區(non-volcanic)。

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臺灣的慢地震:中央山脈南段底下的長微震

在臺灣,非火山長微震主要位於中央山脈南段下方的地震空區。那裡有高 Vp/Vs 值、高地熱梯度、低電阻⋯⋯等特性,說明了在隱沒過程中,脫水產生的流體在此富集。往北方經歷更多碰撞作用時,應力在深部呈現局部集中,孔隙壓劇烈變化產生了長微震訊號。

臺灣發現的長微震比其他國家的更短、更微弱。根據文章的描述,2007 年至 2012 年中在臺灣搜尋到的長微震,最長僅約半小時左右。

此外,臺灣的慢地震有明顯的年週期性:長微震數量多時,氣壓較低、潮位較高、降水量較低,地下水位也較低。這跟我們說明了,地下水位變化帶來的應力擾動和潮汐力一樣重要,其綜合效應可能有效加速慢地震的活動性。

開啟地震前兆研究的另一條路

為什麼近年來慢地震開始受到地震前兆研究關注呢?因為研究發現,這些微震對應力的變化非常敏感,甚至潮汐力的改變都有可能影響長微震的發生率。那是不是有個可能,地震發生前的應力改變,也會反映到長微震身上呢?

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一篇 2017 年發表在《美國地球物理研究期刊》的論文,就以 2010 年甲仙地震(規模 6.4)為目標,研究團隊分析地震發生前的長微震發生率。結果顯示在甲仙地震發生的 2 個月前以及 3 週前都看到長微震發生率的顯著變化!另一方面,研究團隊也比較了 GPS 地表位移場的資料,同樣發現在這兩個時間點出現了異常變化。

除了主震之外,團隊還研究了比較大的餘震。同樣在 2011 年 1 月一場規模 4.2 的餘震也看到類似的異常現象。不過,並不是所有餘震都能觀察到,像是 2010 年 7 月規模 5.7 的餘震就沒有觀察到任何異常變化。研究團隊表示,可能是主震造成長微震的影響還在,所以沒辦法觀測到顯著的變化。

這也說明了,利用長微震異常作為地震預測的手段還是存在許多限制。但這份研究的確為地震前兆開啟新的可能,觀察到顯著的關聯並提出可能的物理機制,為地震前兆研究注入一股新的力量!

延伸閱讀

  • Kato, K. Obara, T. Igarashi, H. Tsuruoka, S. Nakagawa, N. Hirata, Propagation of Slow Slip Leading Up to the 2011 Mw 9.0 Tohoku-Oki Earthquake, Science, vol335, 705 (2012)
  • Chao, K., Z. Peng, Y.-J. Hsu, K. Obara, C. Wu, K.-E. Ching, S. van der Lee, H.-C. Pu, P.-L. Leu, and A. Wech (2017), Temporal Variation of Tectonic Tremor Activity in Southern Taiwan Around the 2010 ML6.4 Jiashian Earthquake, J. Geophys. Res. Solid Earth, 122, 5417-5434, DOI:10.1002/2016JB013925.
  • 慢地震 Slow Earthquake https://academic-accelerator.com/encyclopedia/zh/slow-earthquake#google_vignette
  • Yoshihiro Ito, Ryota Hino, Motoyuki Kido, Hiromi Fujimoto, Yukihito Osada, Daisuke Inazu, Yusaku Ohta, Takeshi Iinuma, Mako Ohzono, Satoshi Miura, Masaaki Mishina, Kensuke Suzuki, Takeshi Tsuji, Juichiro Ashi,
    Episodic slow slip events in the Japan subduction zone before the 2011 Tohoku-Oki earthquake,
    Tectonophysics, Volume 600, 2013, Pages 14-26, ISSN 0040-1951, https://doi.org/10.1016/j.tecto.2012.08.022

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大直公寓陷落!連續壁能保護工地,為什麼會造成外側房屋坍塌?在軟弱地盤上蓋房子可行嗎?
PanSci_96
・2023/10/21 ・5106字 ・閱讀時間約 10 分鐘

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「趕快下來、房子要倒了!」隨著工地主任一聲大喊,居民慌亂逃出。接著,基泰大直建案隔壁的公寓,就像坐電梯一樣往下陷落,原本的 1 樓,如今已成為地下室。

除了基泰大直案,台灣各處都偶有聽聞發生天坑、房屋沉陷等事件,這些災害,似乎又常常是地下工程惹的禍。

但這次事件是怎麼發生的?軟弱的地盤真的不適合蓋房子嗎?我家或你家,也會遇到嗎?

為什麼土壤會崩塌?

為什麼土壤會崩塌?大家應該都有過在海邊堆沙子的經驗,當砂子堆到一定的角度後,沙堆表面的沙子就會開始不穩定,這時如果繼續堆沙,沙子就會坍方。

土壤的「剪力強度」會使土壤坍塌到一定程度後就不會繼續坍塌,讓土壤的斜面與地面形成一個角度。所謂的剪力是指將物體推往相反方向的外力,例如用剪刀剪紙,或是用手撕紙。而土壤的剪力強度,指的是防止土壤發生平移破壞的阻抗,剪力強度愈大,代表愈不容易發生坍塌。

剪力強度的大小則受到土壤的顆粒形狀、大小分配比例、緊密程度以及凝聚力所影響。例如由不同形狀與大小的顆粒混雜而成的土壤,彼此之間的摩擦力比只有相同大小顆粒的圓形土壤,強度還要高。或是含水量較少的黏土,比含水量高的黏土黏滯性還高,凝聚力更強,因此剪力強度比較高,更不容易坍塌。

圖/公共工程品管班教材

若是開挖基地的土壤剪力強度不足,很難形成垂直度高的壁面,這個時候若是沒有足夠的空間設立明挖邊坡,就需要擋土壁來擋住側向的砂土,保護開挖面,讓工程順利進行。

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大家在這次事件一直聽到的「連續壁」,是一種常見的地下擋土設施,就可以擋住側向的沙土。開挖建築地下室前,常會在基地周圍施作一圈連續壁,阻擋地下水與土壤,再進行開挖工作。由於連續壁適用範圍廣、可以擋水、所需空間不大,對臨房影響較小,常被用在軟弱黏土以及都市密集區的工程。而連續壁的貫入深度,通常是開挖深度的 2~3 倍。

以台北市為例,根據臺北市建築工程基礎開挖安全措施管理作業要點,在有鄰房的狀況下進行地下開挖,深度只要達 8 公尺以上就要採用連續壁擋土工法。這些連續壁不僅能用來保護工地,還可以成為未來完工後,建築物地下室的永久外牆。

開挖建築地下室前,常會在基地周圍施作一圈連續壁。圖/PanSci YouTube

那麼,這次事件又發生了什麼事呢?

大直民宅坍塌事件是怎麼發生的?

為了抵擋側向土壓力與水壓力,通常擋土壁還需要配合基地內的支撐系統。常見的施工流程首先會在施作擋土壁之後打入中間柱,並且開挖第一階土方。接著在中間柱上架設一層臨時性的水平支撐與施工構台,才會繼續往下開挖下一階土方,重複這樣的步驟直到挖至設計深度。全部開挖完成後,最後在底面鋪設混凝土底版,由下往上開始施作地下室結構。

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圖/公共工程品管班教材

這次基泰大直事件中,基地位於軟弱黏土地盤。當開挖作業進行到一定深度後,連續壁外側的土壤重量,超過連續壁底部黏土的抵抗力,開挖底部失去平衡。外部的黏土沿著破壞面流動,湧入開挖區。緊接著,基地內的土壤連同中間柱被湧入的土壤向上抬起。當中間柱被向上推之後,橫向的水平支撐也隨之崩解,失去保護連續壁的作用,最後失去側向支撐力的連續壁朝基地內擠進破壞。

災難如連鎖反應,除了基地結構被破壞,基地外側的土壤也會因為向開挖區內流動,導致地面大量沉陷,蓋在上面的房子,也就是這次事件中受害的民宅,隨之下陷。這種工程災害稱為「隆起破壞」。

過程雖然是這樣,但導致這次事故發生的確切原因,目前還在調查當中。可能是調查與設計單位對地質狀況的判斷過於樂觀,連續壁的設計貫入深度不足,或是因施工不慎,導致連續壁與支撐系統並沒有完全發揮作用。

那麼你可能最擔心的是,我家會不會也遇到相同問題,買房前是不是也要挑地質?

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常見的開挖災害有哪些?

這邊要先說明,其實不同的地質,需要對應不同的考量與施工工法,我們應該因材施工。而不同地質,也會面臨不同的挑戰與風險。例如基泰大直的隆起破壞,容易發生在軟弱黏土進行的開挖工程,而在透水性良好的砂質土壤中,則可能會因為地下水位差,發生管湧與砂湧等災害。

什麼是管湧呢?它指的是地下擋土壁因為施工不慎導致壁面出現裂縫,在裂縫處將容易形成透水路徑。如果沒有即時修補裂縫,滲出的水流會愈來愈大,並夾帶砂土,形成滲流管道。水流夾帶砂土持續湧入開挖基地,就會使得擋土壁外側逐漸被掏空,導致上方鄰近道路及房屋沈陷。

圖/臺灣公路工程第 43 卷第 1-2 期

而砂湧,也是另一個容易發生在砂質地盤的災害,這種現象主要發生在基礎開挖時,基地內側與外側水位落差很大。水位差會使地下水由擋土壁底端上湧,當上湧水流的壓力大於開挖面底部土壤的重量,水壓會將基地內的土砂舉起,冒出開挖面,進而導致開挖基地的破壞。

圖/臺灣公路工程第 43 卷第 1-2 期

不過除了先天的地質問題,擋土壁與支撐系統,也可能會因為設計與施工上有所疏失,使得擋土壁牆身的強度不夠或位移太大而發生破壞。

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話說回來,這些軟弱地盤,是不是根本就不適合蓋房,爛泥扶不上牆,不對,是爛泥扶不住牆呢?

軟弱地盤真的不適合蓋房嗎?

就像蛋糕不是只有蛋,建築的地盤不只有土壤,而是由土壤、地下水及空氣所組成。依照不同的比例及成份,有著不同的特性。若是地質沒辦法讓蓋在上面的建築物穩定安全,就是所謂的軟弱地盤。

軟弱地盤通常位於沖積平原、湖沼地或是人工回填區。這些地方的土壤因為沒有經過地質變動等物理作用,通常由軟弱黏土、沉泥、或是鬆散的砂土所構成。例如台北盆地是河流所形成的沖積平原,因此大部分的地區都是屬於軟弱地盤,而桃園、台中的地質則穩固許多。

直接在軟弱地盤上蓋房子,就像將建築蓋在豆腐上,不僅施工時容易發生災害,建築也可能會因為自身的重量而沉陷。但隨著都市發展,所需要的土地大量增加,我們很難完全避免在這類地盤上興建工程,因此工程師會利用各種方法,來克服困難的地質條件。

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軟弱地盤並不是完全沒有辦法蓋房子,我們可以選擇深基礎,透過數十公尺長的基樁,穿過軟弱土層,將建築固定在更深處的堅硬岩盤上。

或是透過地盤改良,改善土壤的特性,防止破壞、液化以及沉陷等問題發生。

除了加入岩隱村習得土遁忍術以外,地盤改良的方式非常多,同樣需要依據地盤的性質、改良的方向以及工程的類型來選擇最適合的工法。這裡介紹幾種台灣常見的地改方式。

第一種是振動夯實,這種方法是利用機械振動等外力,使基地土層的密度增加,加強支撐力,減少發生沉陷或液化的可能,這種方法適用在非黏性的土層。

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第二種,排水預壓工法。這種方式則是在蓋房子前,在基地加上額外的載重,同時也可以搭配排水帶,縮短土壤孔隙水的排水路徑,讓水更容易排出,進而增加土壤的壓密速率,減少土壤內的孔隙與含水量,克服未來建築完成後的沉陷問題。

第三種,也是在都市建築中最常見的地盤改良,是深層攪拌工法,利用特殊機械,透過高壓噴射或是機械攪拌等方式,在地層中注入水泥,並同時攪拌土壤,讓水泥與周圍的土壤拌合成固結體,與原本的地層組成複合基地,以提高土壤強度,我們常聽到的地盤改良樁,就是屬於這種工法。

也就是說,透過合適的地盤改良、基礎形式與開挖工法,軟弱地盤也是能蓋房子的。

如果你對你家,或是你想要買房子地方的地質很好奇,那事不宜遲……就來介紹查詢看看你家地質吧。

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我該怎麼知道我家的地質?

依照經濟部地質法的規定,只要是政府機關或公營事業所辦理的地質調查,都需要將調查結果提交給中央主管機關。而這些資料都會被上傳至中央地調所建置的公開平台——工程地質探勘資料庫,也就是說,如果你家附近曾經有公共工程進行過地質調查,就可以在上面找到鑽探資料。

另外,政府也公布了全台的地質分佈資料土壤液化潛勢區以及活動斷層的分佈,資料都公開在網路上,有興趣的觀眾可以上去查看,更瞭解自己的居住環境。除此之外,國家地震研究中心甚至有有簡單的試算方式,可以評估自家住宅的耐震能力。

當然這些公開資料,只能作為工程設計的初步參考,還是需要請專業的地質調查公司進行鑽探與實驗,才能比較完整地瞭解基地的地質。因為即便知道自己家裡附近的地質類型,地質條件還牽涉到各種土壤參數,工程設計和施工品質也有重大的影響。此外,像順向坡角、土石流及易淹水潛勢區這類危害很大的地方,一般民眾原本也鮮少將此列入尋覓住處的考量。

如果有哪些關於買房要注意的眉角你還想聽我們分析,例如房價、交通、裝潢、空氣品質甚至是風水,歡迎留言告訴我們。最後也想問問大家,在挑房子時,哪項指標是你最在意的呢?

  1. 事件發生後,我覺得地質與買房地點,才是最重要的
  2. 在多地震的台灣,房屋的耐震係數最重要
  3. 氣候變遷之下,節能省冷氣且防淹水防空污最重要
  4. 以上這些都是多說的啦,房子貴到買不起,對我都不重要。

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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

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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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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