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大地震固然可怕，但小地震卻也不容忽視，因為，災禍總在趁人不注意的時候降臨……
地球透過地震告訴我們它不斷地在運動，山高水深並非亙古不變。幸好，大地震不是天天發生，但只有大地震會引起災難嗎？或許一些不尋常的小地震也可能是 災難的前奏曲？人類又從過去的地震中學到了什麼？
規模大小≠災情程度
去年和前年紐西蘭遭逢了兩起大地震，分別發生於2010年9月3日，規模7.0，以及發生於2011年2月22日，規模6.3的地震。以科學觀點來看，規
模越大，能量釋放越多，不過2010年規模7.0的地震災情僅兩人受傷，但2011年的地震卻造成180人死亡、超過10萬棟建築毀損，為1931年以來
紐西蘭災情最慘重的地震。造成災情慘重的原因有三項：距離都市較近、地震發生的深度較淺、以及都市的土質鬆散容易發生劇烈搖晃，使得規模僅僅6.3的地震
卻造成嚴重傷害和損失。(圖一)
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| 圖一：紅色星號為震央，黑色圓點為基督城，左方為震度等值圖，右方為地表加速度等值圖。可以發現2011年2月的地震，在基督城造成強烈的震度，因而災情較為慘重。(資料來自美國地質調查所USGS) |
2011年在美國維吉尼亞州發生規模5.7的地震，震驚了美國東岸(圖二)，規模5.7的地震不大，但或許是這地區過去不若西岸的地震頻仍，使得居民對於
地表的晃動更加敏感緊張；除此之外，地質的狀況也影響了地震的振動，這個地區為古老而堅硬的變質岩組成，在這般堅硬完整的岩層，地震波傳遞時能量損耗得
少，因而傳遞的更遠、影響範圍更大。對於地震的危害，我們無法以一概全，不同的地區，有不同的地震特性。
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| 圖二：2004年與2011年的地震造成人們感到地表振動的情形，黃色星星為震央，紅色與綠色小點為美國地質調查所(USGS)對兩起地震，收集了人們的所在地區與感受到地表搖晃的資訊繪製而成的圖。(圖片來自USGS) |
地震的「量化」，在早期難以科學方法界定，後來科學家用「規模」來描述地震的大小，代表的是地震能量釋放的多寡，規模越大的地震，其釋放出的能量也越大。
「震度」則是代表地震時，人們感受到振動程度或者是物體受振動破壞的程度，並以加速度值來畫分。即使兩起地震規模相同，也會因發生地點深度之別而有不同的
震度分布與影響，估算地震的災害時，震度或是加速度值，更具科學與防災的意義。
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| 圖三：震度階與相對應的人們感受、地震災害的示意(圖片來自國家地震工程研究中心)。 |
即使311地震這樣的世紀強震，也不能排除震前「小地震」的重要性，東京大學地震研究所助理教授加藤愛太郎(Aitaro
Kato)等人，分析311地震主震之前的地震活動，發現了一些蜘絲馬跡，在主震的破裂區域發現了微震的「遷徒」活動(圖四)，從2月份時緩慢移動了一
次，接著在兩天前規模7.9的前震發生之後，又發現了一次遷徒現象，加藤的研究團隊認為這有可能是一種前兆訊息，並發表於2012年1月的<科
學>期刊。和主震一口氣滑移數十公尺、發生強烈的搖晃不同，微震代表的是「慢」滑移的活動，唯有儀器才能偵測到。
世界上許多地震監測機構，每天都會偵測到不少無感地震，規模多半在2~4之間，你問我為何要監測這些地震？以國內的中央氣象局為例，地震前兆
的研究觀測甚至包括了地下水、電離層、GPS地殼變形等等，如果沒有這些看似亂槍打鳥的觀測(當然每一種觀測都有其理論背景)，或許連上述日本科學家的
「慢滑移」研究也無法完成。
地震難以捉摸，研究仍需努力
百年來的地震觀測研究，一般認為，大地震會發生在較年輕的隱沒板塊，由於密度較低、不易隱沒而造成板塊隱沒時累積了巨大的力量，抑或是發生在板塊移動速率
快速的地區。例如智利沿岸的納茲卡板塊，向東隱沒至南美板塊之下，在1906年，發生了史上最大的地震，規模達9.5。除了統計百年來的地震資料，古老的
岩層中也能發現地震地錄，加上由地震的發生時間與次數、地震特性的分析、板塊活動的監測等等，學者用以推算發生大地震的周期與機率。
然而，包括2004年的南亞海嘯、2011年的日本311地震，都完全在人們的「意料之外」。2004年印尼地震發生在蘇門答臘的北邊，位於
歐亞板塊與印澳板塊的隱沒系統，這個地區在過去未曾發生大地震，且板塊相對運動的速率緩慢。日本的學者專家們多數認為日本地區地震威脅最大的是位於本州南
邊的東海、東南海、南海區段，政府在此密集的設立地震測站。然而包含311地震之內過去30年來引起傷亡的大地震，大多不在這個區域內，這也告訴我們，地
震是一種極為複雜的自然現象，至今還沒有一種地震預測或評估的方式仍準確預知。或許，地震預測的成功仍遙遙無期，現階段而言，良好防災的心理素質，甚至比
任何的研究還有效。
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| 圖四：日本311地震震前的「慢滑移」事件，分別在2月份與3月9日之後，微震的分布傳播分別以每日5公里與每日20公里的速度向南傳播。修改自Kato, et. al., 2012) |
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| 圖五：日本未來30年內震度概率分布，請注意等值圖非線性分布，概率大於30%的部分皆為紅色(修改自地震調查推進本部網頁公開資料) |
科學家研究地震已逾百年，地震預測仍無法實際運用。不過，將地震的知識比喻成巨幅拼圖，目前研究僅僅是拼圖的一小塊，或許我們要再拼上數十年、數百年，但過程中的每片拼圖，都是一個重要的片段，為的就是成就這片偉大的願景。
相關文獻網頁與延伸閱讀：
A. 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)
相關文獻網頁與延伸閱讀：
A. 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)
J. W. Horton and R. A. Williams, The 2011 Virginia Earthquake: What
Are Scientists Learning? Eos, Vol. 93, No. 33(2012)
Steve Mirsky, Shaky Ground: Can Seismologists Be Charged with a
Crime for Not Predicting Deadly Quakes? Scientific American (2010)
國家地震工程研究中心http://www.ncree.org/ZH/Home.aspx
交通部中央氣象局http://www.cwb.gov.tw/V7/index.htm
美國地質調查所，地震災害http://earthquake.usgs.gov/
交通部中央氣象局http://www.cwb.gov.tw/V7/index.htm
美國地質調查所，地震災害http://earthquake.usgs.gov/
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