【國語日報專區】不一樣的地震波

2016年6月8日星期三

【國語日報專區】不一樣的地震波

地震的最大特徵，就是地表會產生振動，而人們也因此感覺到搖晃，而振動過於劇烈時，往往會造成災害，那麼地表的振動是怎麼樣傳播的呢？震波傳播方式就是以「波」的方式來傳播，雖然波動不斷的前進，但經過之處的物品並不會跟著向前跑，所以波帶動的是「能量」，並非實體的物質；地震發生的地點就像是丟入池塘的小石頭，而地震波就是像是被激起的漣漪一般。

自然界引發起震的原因主要包括了因地殼運動產生的構造地震，另外還有火山、陷落、隕石撞擊等作用，而全世界絕大多數的天然地震都以構造地震為主，因為地殼在不斷變動的過程中，在地殼岩層中產生大規模破裂時，就引發地震。地震雖然很可怕，但是因為地震波能穿透地層，深入地下，科學家藉由收到的地震波進行分析，了解地底下長什麼樣，就像是我們利用超音波了解身體內臟或是新生兒的樣貌一樣；科學家更進一步利用這樣的技術了解地底下是否有斷層、石油與礦產。但是，天然的地震幾乎不可能預測，科學家是怎麼利用地震波來探測地底下的模樣呢？第一個方式是利用撞擊地面產生的振動，第二個方式則是利用一台振盪式震源車，產生來回擺盪的震波，而如果需要更大的震波，就需要利用引爆炸藥，但由於炸藥會造成破壞，也較少被使用。

利用人工產生的震波，來探索地下構造

炸藥可以製造較強的地震，那麼大規模的爆炸，會造成什麼樣的地震呢？在今年2月12日，北朝鮮發出進行核子試爆成功的聲名，告訴全世界他們進行了核子試爆。這時大家當然感到十分緊張，而美國與鄰近的日本也開始進行相關監測，其中一種方式就是利用「地震波形」。其實早在1960年代，美國已在全世界建立了地震觀測網，除了可以觀察一般天然的地震，也能觀測到核子試爆的地震波。

那麼，要怎麼分辨出是一般的地震，還是像核子試爆一般人為產生的地震呢？前面提到多數天然地震是以構造地震為主，而它產生的地震波和爆炸的波動不同，震波就像是地震的指紋一般，可以幫助我們辨認地震的成因。除了美國的地震觀測網，鄰近的日本也很擔心核子試爆的活動，也把這次北朝鮮的試爆產生的地震波形，和他們過去宣稱的試爆產生的波形、鄰近發生的天然地震波形比對，過去三次的試爆波形十分接近，並且和天然地震的結果大不相同，這表示震波一樣是由人工爆炸造成的。

不同的地震波形(修改自美國地震學研究機構聯合會IRIS)

然而，核子試爆除了會產生震波，也會產生放射性物質，但是在2月12日的試爆後，鄰近的中國、俄羅斯、日本、韓國都還沒有偵測到人工的放射性物質；我們不清楚，到底是北朝鮮的地下試爆的封閉性太好，還是只是引爆大量的炸藥而產生的震波。目前也僅能靠著現有的地震波資料，來估算爆炸的規模。

日本氣象廳對不同試爆與天然地震波的分析(修改自日本氣象廳釋出資料)

而在北朝鮮試爆後的一個星期內，在俄羅斯車里雅賓斯克發生了隕石的撞擊，美國地震調查所也發表了隕石產生的地震波形，長的又和構造性地震、核子試爆產生的震波又不太一樣。雖然很多的問題我們很難直接得到答案，像是地底下長什麼樣子、到底有沒有核子試爆、地震發生的地點和大小等等，但分析不同的地震波，可以幫助科學家尋找解答。