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收到地震速報簡訊後,多十秒能做什麼?

阿樹_96
・2016/05/31 ・3252字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 519 ・六年級

盼了多年,今(2016)年終於盼到了地震地震速報(強震即時警報)簡訊的影子!雖然技術上我們早有地震預警(Earthquake Early Warning,指的是地震發生後提前預先警告)的能力,但這最後這一哩路我們走得真久……

在 5 月 12 日第一次發布時,各種狀況凸顯了通訊端仍然不穩定;而到 5 月 31 日北臺灣海域發生規模 7.2 地震時,仍有許多用戶沒有收到訊息。說起來系統要真正要到「好用」,這條路還沒走到明朗處。不過比起數年前只能大聲疾呼「我們並沒有做得比較差」,至少現在有機會能夠實踐。

至於為何拖了這麼久?系統問題在哪?雖然並非此文要討論的重點,但我們可以就目前已知的情報,簡單思考一些問題:

5月31日地震的簡訊,不知道為何有寫「總統提示」?
5月31日地震的簡訊,不知道為何有寫「總統提示」?圖/作者提供。

1.早期預警是利用較少的資訊、較短的時間解算地震波,準確程度一定不如之後的地震報告,若因誤差而造成防災策略錯誤,責任歸屬如何算?或是又該如何調整時效和準確度的平衡?

2.由 5 月 12 日的簡訊發布狀況可知,扣除重覆發送的狀況之外,還是有人應該收到卻沒收到簡訊、有人則是晚收到(和訊息倒數秒數)簡訊。要如何盡可能減少這樣的問題?

雖然不能因為上述問題而因噎廢食,但跨入了地震預警的新頁後,隨之而來的問題也會逐漸浮現。上面提到的問題偏向政策與技術,那面對於民眾而言,新的問題和挑戰是什麼呢?

「多那十秒有差嗎?」

「恐怕連跑出門都來不及吧?」

「上 FB 發文剛好?」

雖然這好像是些玩笑話,但不可諱言的,在「假如有 10 秒鐘讓我們因應即使到來的震波,我們該怎麼做?」的情境下,我們似乎很難給定一個 SOP,或者我們應該說真正要「可用」的 SOP,會非常複雜。舉個例子來說好了,當剩下 10 秒時,我們在浴室、辦公室、臥室、廚房等不同場所會有不同的反應,最好的臨機應變,應該是「因地制宜」。或許這句話聽起來就像句廢話,但這就像任何無法預料的災難突然降臨時,我們該做的事。

遇到預料之外的災難時,人的心理狀態和身體反應

包括我自己,很多過往撰文論述地震預警的成效時,經常提及捷運、火車、高鐵、醫院、工廠等場所,可利用自動化的方式,在收到預警的當下作出處置,像是列車減速、手術與工廠作業暫停等。然而對於大眾因應預警的策略,除了一些老生常談的概念,也少有更多的著墨。

防災必須考量人性,而人性當然就必須從心理的角度切入。John Leach 在 2004 年的一篇研究指出,針對許多災難案例分析,發現人們在遇到突發災難的當下會有幾種不同的反應,根據他的個案分析結果可以將這些反應分成三類:

1.不知所措的恐慌,伴隨如尖叫、亂逃等適得其反的行為。約佔 10~15%。

2.恐懼災害但沒有即刻辦法執行任何動作。與上述恐慌的不同點在於還具有行動力,但仍處於正在了解情況、思考解決的方式等狀態下。約佔75%上下。

3.仍然保持冷靜、並有辦法即時做下一步的處理。約佔 10~15%。

也就是遇到災難時,除了會有戰或逃(fight or flight)兩種一般認為的策略,還有「凍結」(freeze)的行為,而這種情況通常都是在思考「我該怎麼做」。假如是較簡單的狀況(可能只有一條路可逃、可能只想到一個處理方法)時,大約花上 1~2 秒鐘思考,而如果是情況較為複雜,需要花更多時間了解狀況並思考可能策略,就要花上 8~10 秒的時間。

收到地震預警時和沒收到的差異

所以我們如果把地震的情境套用在上述分類的話,當大地震發生時,除了本來就冷靜又加上有良好防震習慣的少數人之外,我們幾乎沒什麼時間可以逃生。但假如有收到預警的簡訊,多了 5~10 秒呢?如果多數的人在遇到地震時,就像上述 Leach 文章中指出的處於「凍結」狀態,那麼多出的時間,就可能幫助他多些時間可以反應。也就是說,地震預警最大的功能是在於提升這種臨災時的心理應對,若是真實遇上,理論上有時間準備一定優於毫無準備。

以日本為例,可能大家看到的都是 311 震後的實際成效,然而這也是由於 2007 年開始有緊急地震速報後,經過多年的改進、防災宣導、產業應用等措施而達到的成績。雖然還是有無法挽回的性命損失,但仍有許多人因此躲過災害,當然也減少了災後的混亂、恐慌的情況。

在反觀臺灣地震預警之前,我們先看看臺灣和日本面臨的地震威脅差異,再來討論該怎麼做才好。

地震預警技術簡介
地震預警技術簡介。圖/作者提供。

地震預警該搭配的防災思維

因為臺灣的地構造和日本還是有差異,主要都會區離多數的孕震帶都非常近,很容易出現地震預警的「盲區」,所以在相同的技術架構下,我們不若日本常有 20 秒上的預警時間,能有十幾秒就很了不起了!也就是說我們面臨的挑戰不再是時間能否再縮短,而是「時間就這麼短,該做什麼才最有效?」

2016年5月31地震過後,學生疏散情形。
2016 年 5 月 31 日地震過後,新北市立三重高中學生疏散情形。圖/三重高中教師徐承義。

一樣我們再回想上述遇到災害時,人們會發生「凍結」不動的狀態,以此為出發點,所謂的防災演練、預防措施就能在此發揮功效,甚至配合如學校、百貨、捷運的廣播系統與疏散方式,都是幫助人們盡早找到應對逃生的策略。先不管學校防震演練規畫的方式好不好,這都是一件很嚴謹且重要的事,如果策略能讓我們處於「凍結」狀態的時間從 8~10 秒縮減成 1~2 秒,那麼地震預警在此就可以真正發揮效用。

有些時候的防災做為,是可以多重應用的,像是最基本的,我們本來就該了解公共空間的火災逃生動線。在主要的地震波過後或是時間夠充裕時,就能利用動線逃生,如果僅僅數秒無法逃出,反而就需要注意門窗或掉落物的位置。最近這起地震發生時筆者正在辦公室,第一時間反應的也是頭上的輕鋼架天花板,故簡訊響起後(此時也正好感受到 P 波振動)我也準備好要到桌下預備。

當然如果沒有桌子呢?總是有隨身的包包吧?或是最臨近的柱子、矮家具,甚至你的雙臂(手傷總比頭破好吧?),若能平時就將這樣的反應「輸入」腦袋,自然我們就會有多餘的時間「求生」,同樣的無論是政府或與公共相關的產業設施,也該正視臺灣面臨地震的問題,不是只有樓倒了才叫災害,樓倒屋塌最大原因還是老舊和設計問題,屬於長期的規畫,而臨震的應變,卻是一種需要先深植心中的策略。

真正該全面啟動的防災思維

以往我們很習慣的去依賴政府,而政府也常會去回應人民的需求,無論是災後重建,或是預防措施,皆挹注了大量的資源在其中,但在最後那段「深植心中」的宣導規畫,卻沒有足夠的傳播,這點不光政府,任何的媒體,乃至筆者做的都還遠遠不及?以下是一篇八八風災後針對災區居民防災觀念的調查報告:

居民在88風災災後的觀點整理節錄。摘自陳永森(2014),極端氣候影響下潛在災害區居民環境識覺、調適行為之研究-以八八水災後屏東縣林邊鄉與佳冬鄉為例。
居民在88風災災後的觀點整理節錄。摘自陳永森(2014),極端氣候影響下潛在災害區居民環境識覺、調適行為之研究-以八八水災後屏東縣林邊鄉與佳冬鄉為例。

可以看出,民眾的防災意識雖提升,知道未來仍會有災害,但民眾與政府都期待著「建設」對防災的幫助,而非主動的去學習防災作為,同樣的,多數的政策執行雖然同樣包括建設和防災宣導,但宣導的成效顯然遠遠不及興建設施。故對此筆者的看法是:我們就是講到爛掉,也非得想盡辦法去做,無論從網路、媒體、學校都得花費更多的心力投注。多說、多做、從小教、學到老…總是要殺出一條生路,求自己的生,也救別人的命。

本文同時發表於作者部落格地球故事書

 

參考文獻與延伸閱讀

文章難易度
阿樹_96
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地球科學的科普專門家,白天在需要低調的單位上班,地球人如果有需要科普時時會跑到《震識:那些你想知道的震事》擔任副總編輯撰寫地震科普與故事,並同時在《地球故事書》、《泛科學》、《國語日報》等專欄分享地科大小事。著有親子天下出版《地震100問》。


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推開地獄之門?冰島開挖全球首座「火山岩漿井」,開啟地球科學新篇章!

安比西林_96
・2021/10/20 ・2720字 ・閱讀時間約 5 分鐘

水井、石油井和天然氣井大家都知道,但你有聽過「岩漿井」嗎?最近,冰島著手開挖全球第一座「火山岩漿井」。這似乎是一個瘋狂的主意,滾燙的岩漿可高達攝氏上千度,還可能伴隨著可怕的火山災害。不過這個前所未有的大膽計劃,不僅具備新興可再生能源的巨大潛能,更有望開啓地球科學的新篇章!

冰與火之地——冰島,100% 依靠可再生能源的國家

落在北極圈邊緣的冰島(Iceland),擁有壯闊冰川與絢麗極光,同時也是地球上火山活動最頻繁的地區之一,可謂名副其實的「冰與火的國度」。這座大約 1500 萬年前才因火山活動形成的年輕島嶼,因位在大西洋中洋脊[註1]之上,受到歐亞大陸板塊與北美洲板塊往各自方向的拉扯,而有著 32 個活躍的火山系統,且平均每 4 年就會發生噴發。

圖/wikimedia

除了令人屏息的天然極地美景,冰島更是全球綠能國家中的模範生。得天獨厚的地理條件,讓冰島超過 99% 的電力都是依靠可再生能源,其中 73% 的電力源自水力發電,另 26.8% 則來自地熱能。在可再生能源,尤其是地熱能的開發應用技術上領先世界的冰島,在地發電厰不單是觀光旅游的賣點之一,更吸引了不少國外的投資入駐,以降低企業的碳足跡。

延伸閲讀:利用地球的熱情發電吧:深層地熱發電

通往「地獄」之門,也是推開科學新研究的大門

地熱能開發技術純熟的冰島,在 2009 年的一次鑽探中,卻遇到了意想不到的變故:原本想開挖深達 4500 公尺下的熱水,沒想到卻在 2100 公尺處挖到了一個岩漿庫[註2]!這此的開挖位於冰島北部的 Krafla 火山口附近,一個較小火山口 Víti (冰島語中正是「地獄」之意)邊上。

大量的蒸汽與玻璃從鑽孔中噴湧而出,在鑽探套管報廢之前,還觀測到破紀錄的 900°C 高溫。原先的計劃被迫喊停,但科學家卻從中看到進行地科研究的大好機會。

2009 年時,原先要鑽探地熱井的冰島團隊,卻意外挖到了一口岩漿井。圖/science.org

這起事故,促成了克拉夫拉岩漿試驗臺( Krafla Magma Testbed,簡稱 KMT)研究計劃的誕生。時隔多年籌備,這個備受矚目與期待的計劃,在國際大陸科學鑽探計劃(International Continental Scientific Drilling Program)與多個科研機構的支持資助下,終於於今年展開。這一次,科學家們帶著更堅實的鑽探工具,與明確的鑽研目標,要來敲開通往「地獄」的大門。

「我們曾去過火星,也到過金星,但我們從未觀測過地表下的岩漿。」意大利國家地理物理與火山學的研究主任 Paolo Papale 如是説道。

過去火山學家一直缺乏直接觀測地底岩漿的機會,只能仰賴地震儀、GPS 感測系統和雷達衛星,來推測岩漿的運動。儘管他們可以調查噴發到地表的熔岩,但這些已固化的樣本,早已失去大部分原本所含有的氣體。這些氣體是驅動火山噴發,影響岩漿原始溫度、壓力與成分的關鍵。

自 2009 年與這口岩漿井打交道以來,科學家確認它的脾氣相當溫和,並無噴發的太大風險,加上位處偏僻無人居住之地,因此非常適合進行研究。未來若從 KMT 取得新鮮熱辣的岩漿樣本,將可用來驗證過去科學家對於岩漿的認知是否屬實。

地底下的岩漿,揭開大陸形成的秘密

地球大部分海床,都是由玄武質熔岩[註3]構成,冰島也不例外 。然而組成大陸地殼的花崗岩,卻是由另一種更粘稠、富有二氧化矽的流紋質岩漿而來,而 KMT 岩漿井底下的就是流紋質岩漿。

為什麽構成海床與大陸地殼的熔岩種類有所差異?科學家相信,探究以玄武岩為主要構成的冰島上的流紋質岩漿樣本,將揭秘這個地質科學中很基本,卻未解決的問題。

要長期監測岩漿井的溫度、氣壓、化學成分等參數,實實在在地挑戰人類科技的極限,因為靠近岩漿處的溫度可是超過攝氏一千度。鑽探團隊正測試各種能耐高溫及膨脹的器械,而科學家也在研發各種可抵抗高溫高壓的新型偵測器。

這些研究成果不僅能用於地球科學,有朝一日更可能造福太空探索,如被運用在登陸太陽系中環境最惡劣的金星上。

水手 10 號拍攝的金星,由可見光與紫外光影像疊合而成,可見其表面被一層厚厚的硫酸雲遮蓋。圖/維基百科

一口岩漿井,將成為世界重要的火山學中心

KMT 引領科技的創新,也為冰島的地熱能產業帶來突破的機會。越靠近熾熱的岩漿,利用地熱能發電的效率便會增倍,這麽一來便可減少為了滿足能源需求而開挖的地熱井數量,降低對周圍環境造成的衝擊。光是在 2009 年意外挖掘的這一口岩漿井,就具備可以供應一整個小鎮電力的潛能。

開挖岩漿井時,需要注入大量的水來冷卻與潤滑鑽頭,這個對火山系統進行擾動的過程,也提供科學家一個瞭解火山運動的絕佳觀測機會。進行鑽探後,地震波速度發生的改變,也可透露岩漿流動的範圍。透過探究這些細微的火山運動變化,科學家能更好預測火山的噴發,讓我們能建立更整全的火山預警系統。

「十年後,這裏將可能成為火山學的中心。」冰島地熱研究中心科學主管 Ottó Elíasson 這麽認為。觀察地底下流動的岩漿,就像在瞭解地球的脈動,可以告訴人類更多關於這顆星球的故事,更能帶領我們走向更多科學新的可能性。

註釋

  1. 大西洋中洋脊(Mid – Atlantic Ridge,又稱中大西洋帶),是橫跨大西洋及北冰洋、大部分地區位於海底的山脈。
  2. 岩漿庫(Magma chamber,又稱岩漿房),是地球表面下一至十公里處由熔岩和火山灰氣體形成聚集之處。由於其內的岩漿密度比周圍的母岩來得低,因此會產生使岩漿往上移動的浮力。如果出現可讓岩漿通往地表的管道,便會造成火山噴發。
  3. 玄武岩(basalt),由基性岩漿噴發凝結而成,主要成分是矽鋁酸鈉或矽鋁酸鈣,是一種細粒緻密的黑色火成岩。玄武岩質熔漿被認為源自地球的上部地函。

延伸閱讀

參考資料

  1. Forget oil or water. In Iceland, well diggers seek to tap a volcano’s magma
  2. VisitIceland – Geography of Iceland
  3. VisitIceland – Renewable energy
  4. Magma chamber
  5. Krafla Magma Testbed
  6. Rhyolite
  7. Basalt

安比西林_96
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本職為生態環境領域的可撥煙酒生。 不定時掉落科普文章。 大家一起嗑科科(❍ᴥ❍ʋ)
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