今年臺灣強震大增…憂921重演？ 科學家解謎：為何地震會如此難以預測

921大地震，位於臺北市八德路四段12層樓高的東星大樓（經查建管資料原名爲宏傑大樓）右傾倒塌，災情慘重，警消全力搶救。聯合報系資料照

如果有一天，人們能準確地預測地震，相信能減少許多悲劇的發生。

試着想像，如果有一天，氣象預報可以明確告知你我，在何時何地即將發生規模多少的地震，人們可以依此提前避難、撤退到安全地區時，會有多麼令人欣慰？

自1999年9月21日凌晨1點47分發生的921大地震至今，相信地震依然是許多人心底最恐懼的天災──天搖地動的震撼、搖搖欲墜的膽怯，似乎在隨時都可能要天崩地裂的茫然裡，有着力不從心的無奈。

在地震發生的當下，死傷往往往都是因爲山崩、落石，抑或是家中高處傢俱傾倒、水泥樑柱掉落，最嚴重即是整棟房舍或大樓倒塌，但其實在臺灣，依然有許多老宅並沒有足夠的耐震係數，一旦地震震度過高，後果不堪設想。

地震發生的原因，最主要是板塊的擠壓，當地殼在板塊運動過程中互相碰撞、累積應力，直到地殼無法繼續承受應力時，地殼會釋放出地震波，使地面發生震動，它可能會連帶引起地表的其它運動，如山崩、海嘯、火山活動等。

在全球，地震主要都發生在所謂的地震帶上，甚至全球90％的地震都發生在環太平洋地震帶上，在這全長4萬公里、形似馬蹄形的地震帶裡，是地殼板塊密集交錯的地區，還有大量海溝、火山弧和火山帶，使得每當地震發生時，該區域的人民經常會飽受巨大的驚嚇和痛苦。

與颱風、颶風、龍捲風、洪災、雪崩等能提前預測的天災不同，雖然數十年來，科學家不斷在研究地震的預測方式和理論，但時至今日，依然沒辦法能有有效證據來推斷地震即將發生的時間和地點，畢竟倘若能事先預防，相信能減少許多悲劇事件的發生。

環太平洋地震帶是全球地殼活動最劇烈的地區。USGS

究竟，爲什麼地震會如此難以預測？

目前的技術，還沒有辦法可靠地預測地震何時發生、震源的強度或深度，以及地震的震度、震源的大小和持續時間等。《Forbes》報導，地震的震動顯示出一種特徵模式，從第一次震顫開始後，強度愈來愈大，達到高峰後再逐漸減弱。

無論是大地震或是小地震，它們開始的方式都是相同的，但人們沒有辦法知道地震何時會達到高峰值，因爲地震是由地表下數公里的板塊破裂引起的，動能爲地球內部更深處的力量驅動。

科學家表示，人們很難理解地殼在壓力和溫度下的行爲模式，而實驗室的模擬僅限於較小的樣本，且探索斷層帶是個非常困難、艱鉅且昂貴的工程。

地震可能的前兆也難以判斷

921地震臺灣各地震度分級。USGS

爲了預測地震，人們需要得知明確的前兆信號，但目前依然無法掌握相關的技術。在過去，科學家經常在地震前發現一些環境的明顯變化，如氡氣濃度的增加、電磁活動的變化、前震的出現、可觀測的地面變形、地下水變化，以及不尋常的動物行爲等。

科學家表示，在地震發生之前，地下水位可能會發生變化，因爲隨着構造應力的增加，岩石會產生細微裂縫，進而改變水對岩石的滲透力；此外，泉水中的礦物質也可能有所改變，地下水的流動模式也會跟着牽連，但不確定性非常大。

而氡是一種由某些礦物中存在的放射性元素衰變而成的氣體，在地震前會因爲地殼的變化而產生波動，過去它曾被用來預測地震，但人們依然無法瞭解氯的濃度，該如何和地震的關係做出合理的解釋。

研究發現，如果人們在地表上發現了高濃度的氡，也許就可能是因爲地殼的變化讓氣體從縫隙中散逸到地面，但大多數科學家都對此表示懷疑態度，因爲無論是山體滑坡、碎石現象和地下水中的化學反應都會產生氡氣。

謎樣的動物行爲模式

俗稱「地震魚」的皇帶魚是許多漁民認爲地震將發生的前兆。twitter

不僅如此，還有從電磁能量推估地震前兆的研究方式，研究發現，一些晶體和岩石如果受到極大壓力，就會由於壓電效應釋放出電磁能量，在一個區域內形成電磁場，理論上可以透過檢測來發現地震。然而，電磁波的影響範圍依然是個謎，讓觀測上面臨許多考驗。

一直以來，人們經常都會觀察到地震前動物的異常行爲，特別是寵物貓、狗的激烈反應，以及大量擱淺的魚、衆多鑽到地面上的蚯蚓、異常出沒的馬陸等等，但科學家表示，這些行爲都是難以科學量化且給出合理解釋的。

科學家強調，不幸的是，上述所有關於地震的預測信號，都沒有任何一個規律的規則，人們甚至無法保證這種信號會持續存在──因爲許多觀測到前兆卻沒有地震發生、明明沒有前兆卻依然發生地震的案例，都使得預測地震面臨衆多的挑戰。

這也是之所以至今，沒有多少團隊敢肯定的站出來、表明何時何地會發生地震的主要關鍵。

地震預警系統是目前的主要通知方式

有別於地震預測，地震預警反而是在地震已經發生的當下、在震波還未傳到地表上時，用於警示世人的一個主要技術。

它的原理是偵測P波，因爲P波是比破壞力高的S波更早出現，而且傳遞速度非常快的體波，所以在地震發生的當下就能被注意到。

臺灣的國家級警報級是依據此原理，雖然提前知道地震的時間僅有數秒到數十秒不等，但它能讓人們預先警覺，減少生命和財物的損失。

（本文出自2024.09.20《遠見》網站，未經同意禁止轉載。）