紐西蘭天天在地震
「紐西蘭地震工程學會」(New Zealand Earthquake Engineering Society)的會長David
Brunsdon預測;在五十年之內,我們的首都威靈頓會有30%的可能,發生一個強度在6.3,震央距威靈頓四十公里,深度在十公里至三十公里的地震。在強震十至十五秒之後,就會造成許多鋼筋水泥的大建築的全倒或半倒,並且波及附近的其它建築,造成極大的傷害與損失。估計會有50人死亡,250人受到重傷,80人陷在危險的建築裡。地震之後會有60,000人,成群的亂擠在市區的商業中心。
紐西蘭地處澳洲與太平洋板塊之間,因此在紐西蘭幾乎是天天地震的,根據「地質與核能科學研究所」(The
Institute of Geological & Nuclear Sciences)的統計,紐西蘭每年大約發生14,000次地震,大多都是小的,能感覺到的大約有100次到150次。根據「威靈頓大學地球物理研究所」(Institute
of Geophysics),的IGNS地震報告,以千禧年四月為例;紐西蘭各地所發生的地震,其時間、地點與級數如下;
2000 April 30-30 km south-west of Karamea (4.2),
2000 April 30 - 10 km north-west of Taupo (2.5) ,
2000 April 28 - 20 km north of Cheviot (4.4) ,
2000 April 27 - 60 km south-west of Patea (5.5) ,
2000 April 25 - 40 km west of Te Anau (5.8) ,
2000 April 25 - 50 km west of Te Anau (5.2) ,
2000 April 24 - 40 km north-west of Murchison (3.7) ,
2000 April 24 - 30 km north-east of Rotorua (3.3),
2000 April 23 - 40 km north-east of Westport (3.5) ,
2000 April 18 - 10 km north-east of Picton (3.5) ,
2000 April 13 - 80 km south-east of Gisborne (4.6) ,
2000 April 12 - 10 km north-west of Taupo (2.2),
2000 April 9 - 30 km south of Opotiki (4.0) ,
2000 April 9 - 120 km west of Te Anau (4.9),
2000 April 7 - 50 km south-east of Blenheim (4.4),
2000 April 4 - 10 km north of Greytown (4.2),
2000 April 2 - 20 km north-east ,of Picton (3.8) ,
2000 April 2 - 20 km north-east of Picton (4.0) ,
2000 April 1 - 20 km north-west of Taupo (2.6) ,
2000 April 1 - 20 km north-east of Picton (4.4) ,
2000 April 1 - 20 km north-east of Picton (3.8) ,
2000 April 1 - 20 km north-east of Picton (5.3) 。
紐西蘭發生的大地震
自1850年至2000年間,紐西蘭共發生十四個震央在30公里以內,七級以上的大地震;
日
期 地點 級數 |
地震的原因
地震生成的條件錯綜複雜,至今仍未完全瞭解。一般而言,有兩個最重要的因素,一是產生地震的物質來源,如火山、斷層、相變等,二是造成應力、應變的動力來源,如板塊間的撞擊、火山的噴發等。缺少任何一項時,地震都無法發生。板塊運動為地震創造了良好的生成條件。就震源深度小於70公里的淺震而言,各個板塊的邊界本身就是巨大的斷層,一旦板塊相互運動產生足夠大的應力時,斷層即產生不穩定滑動,因而引發大地震。就深震而言,由於板塊運動將地表岩石運送到地表下數百公里的位置,高壓、高溫的作用使得原本較為寬鬆的礦物結晶重新排列,成為較高密度的物理相。這種快速的相變就是深層地震生成的原因。
奧克蘭的火山
奧克蘭週圍360平方公里的地帶,大約有五十多個火山。有些是由外表就可以看出來是火山,頂部還有個噴火口像;Rangitoto和One
Tree Hill。有些則完全看不出來,像;Albert
Park與
Mount Smart;有些則只在地面上流下大洞,像;Panmure盆地與Orakei盆地。據說奧克蘭的任何一座火山,如果爆發,它的岩漿將可佈滿周圍75平方公里的區域。
Rangitoto火山的年紀
奧克蘭的火山最初的出現年代大約是在60,000年至140,000年以前。最先爆發的兩座火山是Albert
Park與
Domain。最後爆發也是爆發最大的是Rangitoto,大約是在600年前。紐西蘭的毛利祖先,肯定是看過的。一座火山大約可活一百萬年,因此Rangitoto還是非常年輕的。雖然紐西蘭有許多火山在幾世紀前曾爆發過,但全部的火山都有再爆發的可能。
火山的形成
火山的形成,是由於海洋板塊與大陸板塊之間的相互擠壓。因為海洋板塊的成份比較重,所以當海板塊與陸板塊互相擠壓時,海板塊就會隱沒到陸板塊的底部,這些隱沒到地底的板塊,受到地熱的影響,就會慢慢融化變成了岩漿,這些岩漿產生大量的能量,這些能量要想辦法釋放出來,所以就找尋板塊最薄弱的破碎地帶「斷層」衝出地表。於是形成岩漿一股一股的往外衝,於是熔岩流就覆蓋在大陸板塊上,等熔岩流冷卻之後就形成火成岩了。
地球的內部構造
地球的組成由地表向下,就組成物質而言,大致分為三大部分:地殼(Crust)、地函(Mantle)、地核(Core)。地殼為地球表面覆蓋的薄薄岩石,由我們所熟之的土壤岩石構成﹔地函可分為兩個部分,位在上面的部份為融熔的岩石,下部則為堅硬的固態岩石﹔地核,也就是我們所俗稱的地心,同樣的也分為液態與固態兩個部分。
除了上述的區分方法外,地質學家還習慣將地球分為岩石圈、軟流圈、中層圈及地核,這主要是依據「物質的強度及行為表現」而言。所謂的岩石圈是由冷而剛硬的岩石所構成,包括了地殼及一部份的上地函,其厚度約為0-100公里。岩石圈可再細分為許多獨立的單元,每個單元有它自己的運動方向及速度,這每個單元即稱之為「板塊」。
全世界大致可分為六大板塊,分別為非洲板塊、美洲板塊、歐亞板塊、印度洋板塊、太平洋板塊、及南極板塊。板塊與板塊之間,彼此互相嵌合,就如同拼圖一般漂浮於軟流圈之上。
板塊運動學說
板塊運動學說(Plate movement theory)是廿世紀自然科學發展上一項重大的成就。這個學說主張由於軟流圈地函的對流作用,導致上方板塊不但會運動,就好像是燒杯內加熱的液體對流,使得液體表面上的塑膠片移動。學說並提出板塊的運動模式遵守一定的法則,也就是:板塊的新物質在中洋脊(mid-ocean
ridge)生成,然後向外擴張直到與另一板塊而遇後,較重的一方就向下衝而返回地函。這整個運動過程相當於一個巨大的循環運輸系統,我們將板塊生成的地方稱之為拉張帶(convergent
area)而板塊向下衝回地函的地區即稱之為隱沒帶(divergent
area)。拉張帶也就是所謂的洋脊,岩漿經由洋脊湧出,並在兩側形成新的板塊,當大量的岩漿湧出時便容易形成火山活動,因此洋脊帶常可見火山分布。例如大西洋中洋脊帶及印度洋中洋脊帶的火山。兩個板塊接觸時,不斷的擠壓,較重的板塊就會掉落至較輕的板塊之下,這個作用稱之為隱沒作用,而發生隱沒作用的地方便稱之為隱沒帶。當隱沒的板塊到達一定的深度時,高溫高壓使得岩石融化,在一次進入岩漿的循環,這個作用稱之為部分融熔(Partial
melting),這些岩漿沿著地殼的裂縫衝出地表,進行噴發,也就形成了火山。環太平洋帶及地中海帶的火山均屬此類。火山主要發生在板塊擴張帶、交接帶與地殼裂縫帶。其結果便會造成火山島弧、海底火山、陸地火山等個類型火山。
板塊的相互作用
板塊的種類有「大陸板塊」與「海洋板塊」兩個類型,依據簡單的排列組合我們就可以知道共有三種碰撞組合,分別「海海碰撞」、「陸陸碰撞」與「海陸碰撞」。陸陸碰撞通常不容易發生,但是若陸板塊前員之古海洋板塊完全隱沒,就有可能是陸板塊與陸板塊相互碰撞,這個時候便會使地形隆起,形成一連串的山脈。
當地函物質在固定的特定位置熔融,經地函柱上升至地表後,會在地殼上遺留下痕跡,稱之為「熱點」(Hotspot)。當板塊做水平移動時,經過熱點上便有火山生成,連接熱點的是熱點鏈(Hotspot
chain),例如夏威夷火山島鏈與帝王島鏈。
震源、震央與地震的大小
震源
(hypocenter)就是地震錯動的起始點;震央(epicenter)
是震源在地表的投影點。地震震源深度在0~30公里者稱為極淺層地震(very
shallow earthquake);在31~70公里者稱為淺層地震(
shallow earthquake);在71~300公里者稱為中層地震(intermediate
earthquake);在301~700公里者稱為深層地震(deep
earthquake)。震央在300-1000公里以外者,稱為遠地地震。
凡地震所造成的地表震動為人體所能感覺到的稱為有感地震;反之,則為無感地震。為區分有感地震之大小,依最大有感距離分為:1、局發地震(local
earthquake):最大有感半徑小於100公里。2、小區域地震(small-felt-area
earthquake):最大有感半徑從100公里到199公里。3、稍顯著地震(moderate
earthquake):最大有感半徑從200公里到299公里。4、顯著地震(remarkable
earthquake):最大有感半徑300公里以上者。
地震序列
同一系列之地震先後排列,即為地震序列。而所謂同一系列之地震,係指發生位置鄰近,時間上連結之所有地震,包括前震、主震及餘震;其定義又分別如下:
1、
前震
( Fore-Shock) :同一系列之地震中,於主震之前發生的地震稱之。唯有時前震為時甚短,且不顯著。
2、
主震
(Main-Shock) :同一系列之地震中規模最大者稱為主震。
3、
餘震
(After-Shock) :同一系列之地震中,主震之後發生的地震稱之。
假地震
人類對大氣運動遠較對大地運動敏感。有許多低頻率聲響往往可以被感到,卻不能真正聽到,而被誤以為是地震。此種擾動稱之為假地震
(Pseudoseisms) 。
測量地震的儀器
地震儀是紀錄地震波級數的儀器,地震儀的一部分保持固定,而其餘部分則隨著地震波振動,藉由筆或光束將地震波紀錄為紙上或相紙上的軌跡,稱之為震波圖。
芮氏震級--是用來計量地震震級的標度,芮氏震級是對數的,而且無上限。目前的範圍是0~8.9,後者是迄今最強的地震紀錄於1960年發生在智利。芮氏的讀數是取自於地震儀。
水泥屋不安全?
根據美國名建築學者克里斯多福.阿諾德(Christopher
Arnold)的說法,房子要儘可能的造的堅固,並緊緊地依附在地上,如此才可與大自然角力。因為大地震動之時,會有許多能量進入建築物裡,必須由築在地殼上的建物架構吸收。越能使能量消散,建築物就越不需要抵抗地震的強大力量。換句話說;建築物越剛硬就越容易受到地震的損害,因為它會隨地面地伏而擺動,受到破壞,每一次大地震中嚴重受損的都是水泥建築。而且有彈性的建築則會彎折,而不是僵直地立在原地。因此,把地震的能量化為彎折的能量,倖存的機會較大。在近年來的地震中,鋼筋建築毫髮無傷就是明證。但如果建築物彈性太大,就會搖擺,無法居住。因此現代的防震建築是既需堅固可用,又必須富有彈性,以抵消地震的力量。
地震的神話
人們一直想要解釋地震和火山爆發的各種原因。紐西蘭的毛利族的說法是;火山和地震之神羅奧摩柯(Ruaumoko)是在母親低頭餵奶時,不小心將他壓入地下,此後他就不斷的咆哮,並且噴出火焰。北美原住民他們認為地球是由一隻巨大的烏龜所支撐,烏龜向前走時,大地就開始顫抖。智利南部把地震歸因於兩條大蛇互相纏鬥的結果,古希臘羅馬和中古時期的義大利,也把地震歸咎於蛇。古中國認為是龍震撼大地,而印度則認為大象是地震的罪魁禍首。高加索地區認為地震是因大牛在地上搖撼牠的犄角之故,希伯萊人也認為地震是牛造成的。在西伯利亞海岸的堪察加半島,人們認為地震是因地底下的狗造成的,而墨西哥人則認為是美洲豹造成。中亞地區認為地震的起因是地下的蛙或魚,而巴比倫則認為是地下的女神造成。
華人的感想
去年九月臺灣發生大地震,許多經歷過的人都餘悸猶存,談震色變,許多災區至今仍未復原。劉春榮先生說;雖然科技這麼進步,但地震至今仍無法預先測知,真希望有一天地震能向下雨一樣,能在氣象報告中預報。 建築商高惠蘭說;蓋房子有兩種防震的方法;一種是使地震較難傳遞到建築物的「免震」法,一種是抑制建築物本身搖動的「制震」兩種方法。這種免震設計可採用在基地和建築物中間,設置重疊橡膠和鐵板的層疊橡膠法,來吸收來自基地的搖晃;制震設計則是在建築物中設置擺子,吸收搖晃或利用活塞千斤頂抑制搖晃。
結論
自古以來,人們就認為動物的異常行為是大地震的前兆。首次有這樣的紀錄,是在西元前 373 年。雖然世界各地都有這樣的說法,但學者認為這些都缺乏可信的科學根據,都抱持著懷疑的態度。德國學者海默特(Helmut Tributsch),收集了相當多的這種動物異像的說法;他認為早在地震之前一個半月,這種現象就已會出現,雖然也許只有持續數秒。例如;四足動物顯得緊張,逃出畜舍,或是正好相反,不願走動;鳥群突然繞圈飛行,或是以極快的速度飛走;社區內所有的狗都嚎叫數天數夜;公雞飛上樹梢,不肯離開;老虎等野生動物表現溫馴;蚊蠅突然由出沒之處消失;冬眠的蛇爬出來,在雪地裡凍死;過冬的熊爬出洞窟;全村的貓都逃走;深海的魚在淺海出現,死在沙灘上;淺海的魚大量躍出水面,有些落在沙灘上;老鼠因恐懼而動彈不得,甚至連小孩也很容易就捕捉到手;泉水和湖水突然混濁;水平面突然有了變化;地底傳來各種異聲;天空出現彩色光芒;花朵綻放的時間不合時令;人們身體覺得虛弱;氣候變得又熱又乾,是所謂的「地震天氣」等等。如果以科學方法來解釋傳統的地震預兆之說,就可以及早預測地震,拯救生靈。雖然並非所有的地震學者都接受此種解釋,但過去數十年來,中國大陸已經組織了許多農民、學生、教師、士兵和地震學者總計多達 10萬人,形成網路,以研究這種地震前兆。他們的發現立即傳送至大陸各地的地震中心,由學者分析,而學者在適當的時機,也會向可能有危險的地區發出警報。在海城(Haicheng)地區地震活動增加後的數個月,當地的通報網路知道不久可能會發生大地震。專家基於此而發出警告,幾天之後,也就是 1975 年 2 月 4 日,發生了規模 7.3 的大地震,許多人就因為事前聽從了警告離家,因而逃過一劫。但 1976 年 7 月28 日唐山大地震之前,卻並沒有地震活動增加的前兆,因此通報網路並未提高警覺,也並未發出警報,結果有 30 萬人喪生,是有史以來地震死亡人數最多的一次。使得學者對地震前兆的傳統說法依然持懷疑態度。不過,到了 1994 年,日本和美國都有學者對地震前兆的傳統說法有興趣,因此組成小小的通報網路,讓觀察者傳送資料到地震中心,以供科學研究,同時也提供作為警告。不論我們是不是接受海默特博士的結論,我們都不能否認,許多動物的知覺是比我們人類敏銳的。例如;鳥類甚至蝴蝶因為對地球磁場或陽光偏光的敏感,而能夠在遷徙長距離之後回到出生地;燕子每一年都能夠準時回到同一個地點;狗可以利用敏銳的嗅覺追蹤人類;蝙蝠能夠依據他們的雷達能力,收發高頻超音波在黑暗中飛行;鮭魚在海中巡游之後,還能依賴敏銳的嗅覺,回到出生的河流上游繁殖、死亡。因此我們就不得不相信,動物對磁場或地心引力、對次聲也就是音頻低於聽覺範圍的聲音和超音波,對伴隨地震而來或在地震之前發生的種種現象,牠們的知覺是比人類敏銳的。