地震可以預測嗎?


每一次的強震,對人類的生命和財產都造成重大災害。如果地震可以預測,將可大大減少地震對人類災害的威脅。我們要問的是:地震可以預測嗎?它可以像每天的氣象預報一樣,提供地震發生的預報訊息?

從有人類以來,地震就已存在。在十八世紀以前,人們將地震的發生,視為是上天的懲罰,直到十九世紀以後,人類才對地震學有了系統的科學研究,併發明瞭地震儀器用來記錄地震資料。今天,地震學已成為實用科學,地震資料被用在重大工程的選址依據,以避免地震發生帶來的災害。

臺灣的九二一地震,以及最近大陸發生的四川地震,均對人類造成重大的生命財產損傷。人們不禁要問,如果地震可以預測,是否就能避開這些生命的損失?

答案當然是肯定的,但地震預報的先決條件是,預報的準確度如何?準確度若太低,難免產生「狼來了」的效應,這也是各國不敢發布地震預報的主要原因。

颱風,大概是我們最熟悉的氣象預報了,當強風達到某種程度,受影響的縣市政府,便依據中央氣象局的預報資料,發布停止上班上課的決定。然而,颱風預報也有不准的時候,原預報會風強雨驟的縣市,很可能整天無風無雨,讓民眾平白賺了一天颱風假。但,地震可以預報嗎?它的預報精確度又如何呢?

地震預報不同於氣象預報,影響最大的颱風,如預報錯了,只是放了一天颱風假,做些防臺準備;若預報某地在某段時間將發生大地震,可能不只是放一天假,強烈地震會帶來地裂屋毀,要避免生命財產損失,疏散民眾是必要措施,如此一來,所涉及的人力和物力也大,預報準確當然沒問題,錯了必然付出很大的社會成本。

由於地震對人類造成的災害太大,又常悄然而來,讓人措手不及應變,許多國家很早就投入大筆經費進行地震預測研究,期能對引起地震的原因有所瞭解,而中國大陸曾宣稱,在1976年有過三次預測地震成功記錄,並將民眾及時的撤出。

各國有關地震預測的研究不外乎以下幾種方法,觀察動物行為只是其中一種,此次四川地震發生前,當地居民就發現蟾蜍有大量的遷移行為。

最常被使用的地震預測為統計分析,即依據過去長時期的記錄來進行統計分析,許多發生過大地震的地區,經過多少年後大地震會有重複發生情形,而規模愈大的地震,再發生大地震的間隔時間愈長,這是因為一次大地震釋放的巨大能量,必需經過很長時間才能再累積足夠的能量引發下次的大地震。

動物對地震的感覺較人類敏感,觀察動物行為有無異常,也被視為預測地震的方法,尤其是禽鳥,在人還沒察覺震動前,動物早已先驚覺而有遷徙行為。在地震波到達的地方,低頻波振幅通常較最大振幅小,速率卻最快,動物對低頻率震動比人類敏感,因而能較人類先感受到地震到來。大陸非常重視地震偵測,曾發動民眾觀察家禽和牲畜行為有無異狀,蛇鼠有無遷徙行為等。

相較於觀察動物行為,測地法和觀潮法看起來是科學多了,前者是以科學儀器長時期監測大地變化,大地震發生前後,震央附近的地殼大都有傾斜、變形、地裂等地變現象,長期監測有助於地震預測;濱海地區在大地震前後,海平面常有顯著上升或下降情形,觀測到潮汐異常,可能是地震前地殼變化引起。

研究發現,自然的地電和地磁在地震前後均有變化,觀測地電和地磁的異常變化有助預測地震,但影響地電和地磁的因素很多。地震發生前,地下水位和流量、流速都會發生變化,水質也會改變,水庫、水井水面會突然升或降,觀測地下水變化也是預測地震的方法之一。

大地震發生前,人們常會聽見遠雷般的地鳴聲或閃電般的發光現象,有人認為地鳴來自然彈性波,而發光則是斷層摩擦放電造成,並多發生於地震前極短的時間內,觀測地鳴或發光現象,也可預測地震。九二一地震發生時,南投另一側的花蓮縣民眾,便曾見到閃電般的藍色光。

地震研究也發現,在大地震發生前,小地震發生的頻率有增加情形,很可能是大地震來臨前的警告,但有時這些小地震與大地震發生並沒有關係。十餘年前臺北發生地震,造成中和市場倒塌,在此較大地震發生前,臺北曾有多次的小震。

天然氣含量和井水含氡量分析法,根據德國地質學家的研究,地震發生前,在天氣沼氣豐富地區的沼氣含量會增加,地震後沼氣會減少,餘震發生時也有同樣情形;氡為放射元素,岩層受到巨大壓力時會產生小縫隙,地下水滲入縫隙會吸收多量的氡,地震發生岩石崩裂,氡含量便會下降,分析井水的含氡量可預測地震,但需在接近岩層的深井(通常在地下數千公尺)汲取井水來分析。

地震波速變化,也可用來預測地震發生,地殼受到強大應力,經過此區的地震波速率也可能發生變化。而在實驗室內,則以模擬地球內部壓力,將岩石加壓並觀測斷裂情形,以瞭解地震時地殼的斷裂;地殼內的熱流,在地震前也會有異常的反應;斷層活動和地震之間的關係也非常密切;還可以利用人工爆破方法干擾地殼,以觀察地殼的反應,這些均被用在地震預測。




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