在地震发生的当下,死伤往往往都是因为山崩、落石,抑或是家中高处家具倾倒、水泥梁柱掉落,最严重即是整栋房舍或大楼倒塌,但其实在台湾,依然有许多老宅并没有足够的耐震系数,一旦地震震度过高,后果不堪设想。
地震发生的原因,最主要是板块的挤压,当地壳在板块运动过程中互相碰撞、累积应力,直到地壳无法继续承受应力时,地壳会释放出地震波,使地面发生震动,它可能会连带引起地表的其他运动,如山崩、海啸、火山活动等。
环太平洋地震带是全球地壳活动最剧烈的地区。(Source:USGS,下同)
在全球,地震主要都发生在所谓的地震带上,甚至全球90%的地震都发生在环太平洋地震带上,在这全长4万公里、形似马蹄形的地震带里,是地壳板块密集交错的地区,还有大量海沟、火山弧和火山带,使得每当地震发生时,该区域的人民经常会饱受巨大的惊吓和痛苦。
与台风、飓风、龙捲风、洪灾、雪崩等能提前预测的天灾不同,虽然数十年来,科学家不断在研究地震的预测方式和理论,但时至今日,依然没办法能有有效证据来推断地震即将发生的时间和地点,毕竟倘若能事先预防,相信能减少许多悲剧事件的发生。
究竟,为什么地震会如此难以预测?
目前的技术,还没有办法可靠地预测地震何时发生、震源的强度或深度,以及地震的震度、震源的大小和持续时间等。《Forbes》报道,地震的震动显示出一种特征模式,从第一次震颤开始后,强度愈来愈大,达到高峰后再逐渐减弱。
无论是大地震或是小地震,它们开始的方式都是相同的,但人们没有办法知道地震何时会达到高峰值,因为地震是由地表下数公里的板块破裂引起的,动能为地球内部更深处的力量驱动。
科学家表示,人们很难理解地壳在压力和温度下的行为模式,而实验室的模拟仅限于较小的样本,且探索断层带是个非常困难、艰巨且昂贵的工程。
地震可能的前兆也难以判断
921地震台湾各地震度分级。
为了预测地震,人们需要得知明确的前兆信号,但目前依然无法掌握相关的技术。在过去,科学家经常在地震前发现一些环境的明显变化,如氡气浓度的增加、电磁活动的变化、前震的出现、可观测的地面变形、地下水变化,以及不寻常的动物行为等。
科学家表示,在地震发生之前,地下水位可能会发生变化,因为随着构造应力的增加,岩石会产生细微裂缝,进而改变水对岩石的渗透力;此外,泉水中的矿物质也可能有所改变,地下水的流动模式也会跟着牵连,但不确定性非常大。
而氡是一种由某些矿物中存在的放射性元素衰变而成的气体,在地震前会因为地壳的变化而产生波动,过去它曾被用来预测地震,但人们依然无法了解氯的浓度,该如何和地震的关系做出合理的解释。
研究发现,如果人们在地表上发现了高浓度的氡,也许就可能是因为地壳的变化让气体从缝隙中散逸到地面,但大多数科学家都对此表示怀疑态度,因为无论是山体滑坡、碎石现象和地下水中的化学反应都会产生氡气。
谜样的动物行为模式
俗称“地震鱼”的皇带鱼是许多渔民认为地震将发生的前兆。(Source:Sandstein, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons)
不仅如此,还有从电磁能量推估地震前兆的研究方式,研究发现,一些晶体和岩石如果受到极大压力,就会由于压电效应释放出电磁能量,在一个区域内形成电磁场,理论上可以透过检测来发现地震。然而,电磁波的影响范围依然是个谜,让观测上面临许多考验。
一直以来,人们经常都会观察到地震前动物的异常行为,特别是宠物猫、狗的激烈反应,以及大量搁浅的鱼、众多钻到地面上的蚯蚓、异常出没的马陆等等,但科学家表示,这些行为都是难以科学量化且给出合理解释的。
科学家强调,不幸的是,上述所有关于地震的预测信号,都没有任何一个规律的规则,人们甚至无法保证这种信号会持续存在──因为许多观测到前兆却没有地震发生、明明没有前兆却依然发生地震的案例,都使得预测地震面临众多的挑战。
这也是之所以至今没有多少团队敢肯定的站出来,表明何时何地会发生地震的主要关键。
地震预警系统是目前的主要通知方式
有别于地震预测,地震预警反而是在地震已经发生的当下、在震波还未传到地表上时,用于警示世人的一个主要技术。
它的原理是侦测P波,因为P波是比破坏力高的S波更早出现,而且传递速度非常快的体波,所以在地震发生的当下就能被注意到。
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