關於4/20花蓮外海的地震，還有很多更重要、值得關心的事啊！譬如從台北盆地的放大效應，探討台北還有多少建物不符合耐震標準？也沒有人討論已經斷了半年以上的海纜地震站，因為它是離震央很近的測站啊！少了一個站，我們也少了一次機會看看多一個海底測站對地震預警的幫助。而關於斷了線的海纜，也是幾天前就聊過的事，在此就不細談，我們就著重在目前多數關注焦點：地震的成因。

先簡單的提一下，地表的侵蝕作用可能會刺激地震發生這篇文章和土壤鬆軟導致地震發生兩件事是毫無關聯的，更不用說前者可以證實後者有可能，當你若知道地震發生的機制就會明白這當中的差異。而實際上還有很多迷思是大家沒注意到，譬如斷層、地震、板塊、地殼這些看似基本，卻只認識字而不知其內涵的東西。

關於地震成因，很少人知道來龍去脈

地震真正的成因，是還未完全明瞭的，如果知道的話，那我們等同於可以「預測地震」（勿斷章取義，還有下文）。至於地震發生的「機制」，卻早有科學家從野外觀察、實驗、論證等各種嚴謹的科學方法提出理論：彈性回跳理論，簡單來說就是岩石受力產生破裂會產生錯動，形成斷層，破裂過程中釋放出的彈性波，就是我們感受到的地震。彈性回跳理論是美國地質學者李德（Harry Fielding Reid）在研究1906年舊金山大地震時提出，此時科學家連板塊是什麼都還不知道（韋格納在書中整合大陸漂移說也是1911年的事了），板塊學說則是經過了數十年的發展修正的學說，從大陸漂移、海底擴張、地震分布三種獨立的觀測結果，加上不斷的修正一些小錯誤，而成為現在熟知且中學教科書也常見的理論，而此理論正好可以解釋大多數因岩石受力破裂而發生的地震。

關於彈性回跳理論解釋斷層錯動機制，以平移斷層為例

到底有什麼因素會與地震成因有關？

好，至於為什麼岩石會受力的「原因」，包括很多的「因素」，像是板塊運動、地表侵蝕、岩漿活動……它是有像A+B+C+D+E….這麼多的因素，但科學家僅能分開來探討分析關聯，而每一個因素扮演的角色和尺度都不同，而板塊運動的部分可以特別拿出來提，是因為它的作用的時間、空間、提供的作用力等尺度都是最大的，自然也成為「最主要的原因」。

用打電動來比喻，地震的能量累積就很像是電玩角色的仇恨值，一旦仇恨值滿了，就可以放大絕（地震），但多了一些因數要考量，譬如侵蝕可能會稍稍加速，當然也有一些是會加速特快的情況（譬如附近有發生某些大地震），所以大絕要放（地震發生）的確切時間就有可能受一堆參數影響~~所以接下來我們來談某些這次提到的「外在因素」。

那麼新聞上說水庫、侵蝕、頁岩氣會誘發地震是為什麼？

這個問題的解答十分複雜，但可以訴諸科學，只是很難很難講的容易，因為我有嘗試卻失敗了。但現在還是要把這件事拿出來說…就是「庫崙破壞定律」和Byerlee’s law，前者會利用下圖的方式來詮釋岩石受力的情況，我們把岩石受力行為畫成下圖裡的半圓（這張圖是非常、非常、非常簡化的示意，其實還要包括岩石在三軸受力的情況，請自己google一下Mohr Circle Failure，很多岩石或材料力學都會講的比我的細又精準）。簡單來說當那個半圓越大，也就是正向和剪向力（參考下圖的第二部分）都變大時，一旦碰到紅色那條包絡線，岩體就會破壞，同時依尺度不同會釋放不同規模的地震波，這是用工程上物理、數學的方式來說明「斷層的破壞」。而會讓那個半圓改變大小或位置的因素，包括了孔隙水壓（就是岩石或土壤裡的空隙塞滿水後還產生了壓力）、上方的荷重以及水平的力量；而包絡線的斜率代表了斷層強度，當強度越弱時就越接近水平，就會呈現很少有地震但穩定的在滑動的現象。包絡線和X軸的截距，則是岩體的內聚力，當岩石越強，包絡線也會上移，越弱則向下移動。

如果您看不懂以上那一段也無妨，簡單來說任何對於地震力學的參數研究，無論是侵蝕、水庫、頁岩等等，都要去推估該參數對於岩體破壞的影響。以台灣的case來看，最主要的受力都是長期的板塊作用力，這個力量是穩定不變的，會變的就是其它外在因素，像是侵蝕旺盛就會減少上覆岩體的重力，但前提是「長期」的作用力下才會讓它的效果顯著，也就是數百年甚至更久的尺度，不是今天你雨突然下大了之後它就馬上發生地震了。反而水庫突然的蓄水所增加的應力還比較大，但是！也不是說蓋水庫就會有地震，而是得考量到當地的岩石性質和有無既有的斷層，因此建壩前，要先作地質評估，而建壩後也需要不斷的監測其誘發地震的特性。

所以，到底是颱風、大雨、侵蝕「 引發」地震，還是板塊作用？

因此，寫這篇文章的用意，在於簡單的說明「數量級」和「尺度」上的問題，有時我們容易被簡化報導給誤導方向，以颱風與慢地震的研究來說，如果看一下真正的慢地震的定義，其實會發現它的釋放能量方式、地點與我們熟知地震發生的位置差很多，至於「慢地震會減少大地震發生機會」，又是另一個對科學研究的誤解，以劉啟清老師的研究來說，它的重點在說「因為發現了慢地震的現象，所以解答了我們原先對當地板塊運動與斷層之間能量累積計算差異的原因，所以讓我們對於當地發生大地震的疑慮減低。」對我來說這樣的誤解就有如之前常聽到的「常發生小地震，就不易發生大地震」的誤會，因為小地震和大地震的能量等級差很多，不是說小的地震多就一定不會發生大的地震，只是長期小地震也必須是加入計算。

關於隱沒作用地區的慢滑移(慢地震)易發生位置示意，為圖中綠色部分，而紅色則為多數脆性變形產生的地震好發處。圖片來自GNS Science 

地質時間的尺度很難想像，上百年累積的作用力在一瞬間全部釋放，本來對人類來說就是很難理解的事，但大自然就是要花很多時間、心力去相處的事。好在我們的科學前輩也已建立基礎，只是另外要提醒一件事：站在巨人肩膀上看世界時，你也得確認你站的是正牌的巨人肩膀。講白一點就是：要先有科學精神、要先懂得立論基礎！

本文同時發表於作者部落格地球故事書

延伸閱讀與參考文獻

• 關於彈性回跳理論的細節—數位典藏學習
• 台大研究團隊：地表的侵蝕作用可能會刺激地震發生
• 斷了線的地震訊號，斷了根的防災意識
• 關於慢地震
• 劉啟清老師的颱風與慢地震研究
• 關於水庫誘發地震與相關監測
• 實驗室裡的巍峨
• 關於地震機制的paper：Scholz, C. H. The Mechanics of Earthquakes and Faulting 439New York: Cambridge University Press, (1990).
• 關於彈性回跳理論的paper：Reid, H.F., The Mechanics of the Earthquake, The California Earthquake of April 18, 1906, Report of the State Investigation Commission, Vol.2, Carnegie Institution of Washington, Washington, D.C. 1910

文/Kelly Lin

source：MATTHEW M. BRADLEY/U.S. NAVY

從口袋中掏出智慧型手機來滑Facebook，或是點開遊戲APP目不轉睛地盯著玩，在現今社會並不值得一提，而是抬頭就能看到的現象。但手上這台看來尋常的手機卻可能會在地震發生前的緊要關頭救你一命。

研究者證實智慧型手機裡GPS（全球定位系統）的數據，可能用以偵測地震的震動。這其實也賦予其發展為「地震預警系統」的潛力。任教於美國科羅拉多大學波德分校的地球物理學家 Kristine Larson 認為這樣的發想非常好，因為地震偵測器能隨身帶著走，這意味其可能在關鍵時刻發揮極大用途。

於地震發生前的寥寥數秒就可能決定你的生死。2011年日本發生規模9.0的311大地震也因超過千個遍佈全國的地震儀而及時挽救無數條性命。美國加州也有類似地震預警系統的研究，無奈卻苦於該系統安裝耗時長久及維修費用驚人。而此時不算太昂貴又便於攜帶的手機對易發生地震的發展中國家而言，就成為極具吸引力的不二人選。

早前關於群眾外包式地震預警系統的研究著重於手機內的加速規（不以GPS全球衛星導航系統追蹤，而用其推斷手機位置）。其實GPS地面偵測儀早被應用於偵測地震的發生，但新研究發現與GPS整合的消費型行動裝置可能有助於早前地震偵測系統的研究。而當越來越多的裝置與GPS衛星定位系統結合，隨之增加的數據也可能幫助提高地震預警系統的偵測敏感度。

為了更進一步了解智慧型手機及其他裝置與GPS整合後能否完全偵測地震發生，研究團隊便著手測試這些裝置的偵測敏感度。手機的定位系統自然是比不上極為精密敏感的科學儀器，因此科學家也接著進行手機GPS定位系統準確度的測量：像是把手機拿起來搖一搖，並把錯誤的位置紀錄拿來與科學儀器的紀錄相比較。他們也試著在握著手機不動的情形下，監測手機的定位狀況，並且發現手機有錯誤回報的可能。

其後這些科學家於Science Advances發表Crowdsourced earthquake early warning （群眾外包式地震預警系統）一文，其中肯定結合GPS全球定位系統的消費型行動裝置不但可用來偵測規模7.0及7.0以上的地震，也具有提供不在震央附近居民即時接收地震警報的可能。

緊接著研究團隊又以電腦模擬在舊金山灣東側海沃德斷層（Hayward fault)規模7.0的地震，並藉此估測靠近震央手機的訊號。在這個模擬系統中，若一支手機與鄰近的四支手機同步偵測到大於五公分的晃動，地震就會啟動手機的警報系統。另外為了去除模擬過程中的任何巧合，該系統設定僅於超過百支手機同步感到震動的情況下才會發布地震警報。假定該系統在少於5000人（相當於0.2%人口）的地區能於5秒、甚至是10秒內偵測到震波，那它就能趕在舊金山強震開始前於舊金山南部聖荷西市發布警報。而在這短短數秒之內便能為孩童爭取到躲進課桌椅底下或是火車立即停駛的黃金救命時間。

隨後研究團隊使用日本311大地震的真實數據來測試該系統。他們使用散佈日本各地462個GPS地面偵測站來大略估算使用智慧型手機做地震偵測的數據，卻發現縱然這些科學儀器測量出來的結果比手機精確許多，但它們也同時記錄下一些不良數據：這樣的情形可能造成假警報發生，而機率大約是兩百萬分之一。雖然科學的地震偵測系統可以更迅速地傳遞地震警報，但在沒有這些警報系統的地區，GPS整合智慧型手機的地震偵測系統在這時可就大大地派上用場。

任職於美國地質調查局加州門洛帕克辦事處的地震學家Benjamin Brooks認為當科技持續進展且更多裝置與GPS全球定位系統整合，這樣的地震偵測系統並不只適用於智慧型手機，也適用於各式各樣能連接網路的裝置，並且在未來將會發揮極大的用途。而使用智慧型手機地震偵測系統也有其難度，因為使用者會不停四處移動，但只要擁有足夠的數據，這個系統還是能提升地震預警的能力。

智慧型手機偵測地震系統仍有尚待改進之處。據美國加州史丹佛大學計算地震學家Jesse Lawrence表示，使用GPS容易耗盡手機電量而數據蒐集的時間可能會因此受到限制。此外可能也需要注意手機軟體在地震中會遇到的突發狀況，像是從桌上掉下來。也因此他認為該研究團隊做的電腦模擬並不適用於現實情況。但他對這項技術的未來發展仍樂觀以待，他認為這是項很好的研究，也為這個領域跨出了重要的第一步。

資料來源：

1. Smart phones could be used to detect earthquakes. ScienceNow [April 10, 2015]
2. Crowdsourced earthquake early warning. Science Advance [April 10, 2015] Doi:10.1126

挖掘斷層槽溝，是研究活動斷層特性與活動周期最主要的方式，圖為竹山車籠埔斷層槽溝復原後的模樣。（圖片來源：作者）

李柏昱 | 國立臺灣大學地理環境資源學系

2014年，久未經過大地震洗禮的台灣人，似乎正逐漸淡忘地震的威脅。然而，在我們腳底下，板塊的擠壓作用從未停歇，過往的歷史中，每隔30～40年，台灣就會發生一次災情慘重的災害性地震，都由「活動斷層」引起。本次專題邀請到台灣大學地質科學系的陳文山教授，帶領我們認識這些蟄伏於地底的巨大禍害。

活動斷層：強震的孕育地

在國高中地球科學課本中，想必已經見過什麼正斷層、逆斷層、平移斷層……等等，但這個「活動斷層」又是何方妖孽？地質學家為什麼要這麼擔心活動斷層？其實，前面提到正斷層、逆斷層，是將斷層依據它兩側岩層位移的方式來劃定；活動斷層顧名思義，是將斷層依據它「活動的可能性」，把那些就地質年代而言「很年輕」、且未來極有可能再次錯動、再次引發地震的斷層找出來。換句話說，活動斷層就是未來最有可能發生大地震的的斷層。

由於各國所處的地質構造環境、遭遇之自然災害以及國情有所不同，對於活動斷層有各自不同的定義，但至少都包含「近期錯動的時間基準」，以及強調「未來再發作或再活動的可能性」兩大部分。目前台灣對活動斷層的定義是：「一萬年來錯動過一次（第一類活動斷層）或十萬年以來錯動過兩次（第二類活動斷層）」，在各先進國家中定義算是最寬鬆的，舉例來說，美國的活動斷層定義為「50萬年內錯動過兩次」，而日本則是「40萬年內錯動過兩次」。

活動斷層的蛛絲馬跡

活動斷層既然這麼危險，如果從我家底下經過不就慘了？台灣的活動斷層到底在哪些地方呢？大家可以到中央地質調查所「大地裂痕的守護者」網頁，看看自己家附近有沒有活動斷層躲藏。大體而言，台灣的活動斷層分布於兩大區域：西部平原區到麓山帶，以及花東縱谷。由於台灣人口與都市多集中在西部，故西部的活動斷層災害威脅程度遠高於東部。

想要找出活動斷層，可以運用地質與地形的理論與技術判斷，包含地球物理、水文地質、地球化學、遙測與歷史資料、各種地表地質地形（如河道、沖積扇等）的錯移、地震統計資料、大地測量所測出的位移等等。目前中央地質調查所確定台灣的活動斷層一共有33條，不過，陳文山教授認為這個數字是低估的保守估計值，他推測台灣至少還有十多條活動斷層未被發現與確認，總數可能高達50～70條。然而，僅僅知道活動斷層的存在與分布，並不能告訴我們斷層何時會錯動，這時就必需針對斷層再深入研究。

掌握過去再現周期，預測未來地震機率

活動斷層每次發生地震後就會休息一段時間累積能量，可能是幾百年、幾千年、甚至是上萬年，然後再鬧一次脾氣，所以當一塊斷層沉寂越久，就距離下次錯動的時間點越近，距離「定時炸彈」的引爆時間就越短。為了研究活動斷層的特性並計算其威脅程度，長時間監測斷層並估計斷層的錯動周期是地質學家的一項重要工作。

想要找出活動斷層的再現周期，最直接的方法就是到野外去直接把斷層開腸剖肚。聽起來有點殘忍，但透過這種斷層槽溝的挖掘，配合地質年代定年，地質學家得以找出同一條斷層上次、上上次、上上上次……大致的活動時間，就能推斷出這條斷層的再現周期。只要找出周期，地質學家就能估算下次斷層甚麼時候會「鬧脾氣」，用機率的方式告訴大眾，這條斷層在未來30年內，有多少％的機率會發生大地震。

不過，事情總不會如此美好。想要挖掘斷層槽溝，首先必須知道斷層在地表的精確位置，很多時候根本就不知道活動斷層在哪裡，因為早已經被埋在地底深處了。再來，就算知道斷層就在那邊，但地主並不願意讓你開挖，畢竟知道斷層從這邊經過，誰還願意買他的土地或房子？第三，斷層槽溝經常遭遇地下水干擾挖掘工作，挖下去就變成湧泉。第四，能引發大地震的斷層長達數十到數百公里，挖掘地點不見得是錯動量最大的地方，規模推估的結果可能誤差極大。最後，想對付活動斷層，銀彈一定要夠多，每年至少需要上百萬的金費，民間或地方政府的財政無法負荷，勢必需要由中央政府主導。

眾多限制下，目前台灣33條活動斷層中已知周期的只有3條，分別是池上斷層（50～120年）、瑞穗斷層（170～210年），以及車籠埔斷層（200～400年）。至於威脅台北的山腳斷層、威脅高雄的旗山斷層、威脅台中的彰化斷層等，都還沒有相關資料。

問題癥結點，在於政府不重視

然而，對於活動斷層的調查，台灣的政府一點都不積極，甚至在組織改造還把中央地質調查所降級為環境資源部下轄的中央第四級單位，變成水土保持及地質礦產署下的「組」的單位。世界其他各國地質調查皆置於重要地位，因為地質調查是國土開發與利用的根本，有完整的地質資料，才有辦法進行後續的土地利用規劃與開發。

例如，美國的地質調查所（USGS）直屬聯邦政府，所有地質災害、地下水、礦產都是其管轄範圍。在中國，有關地質的中央部門就有兩個：國土資源部以及直屬於國務院的中國地震局。

活動斷層研究對於防災最重要的意義之一，在於能提供趨吉避凶的指引，修正國土開發計畫以及建築物防震規定。日本與美國加州都耗費鉅資將所有活動斷層調查清楚，把每個斷層未來發生地震的可能規模與機率都計算出來，並公告周知保持資訊透明，民眾隨時都能上網查詢。台灣政府的輕忽態度，讓民眾即使居住於危險地帶而不自知，時鐘滴答作響，下次災害地震步步進逼，921至今已過了15年，正好是台灣災害性地震平均周期的中點，針對台灣活動斷層的詳細調查，已刻不容緩。（本文由科技部補助｢新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣｣執行團隊撰稿）

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責任編輯：鄭國威｜元智大學資訊社會研究所

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邏輯樹圖，每個分支分別代表不同的說法，下方括弧內數值為權重。（圖片來源：鄭錦桐博士）

李柏昱 | 國立臺灣大學地理環境資源學系

臺灣地震頻繁，建築物的耐震能力顯得更為重要，攸關民眾居住與生命財產安全，國家重大工程面對地震的安全要求必須有更高的耐震標準，但是該如何合理評估各地的地震威脅，而不至於超出工程極限與財務允許範圍？本次專訪，請中興工程顧問公司的鄭錦桐博士詳細解釋地震危害度的計算方法、遭遇限制，以及如何應用在事前減災的風險控制當中。

地震危害度（Sesmic Hazard Analysis）說穿了其實就是大家比較熟悉的地震災害潛勢，也就是地震災害發生的潛在可能，評估項目包含可能的地震規模、與震源的距離，以及當地所可能遭受到的地振動（ground motion）大小。

地震是斷層錯動釋放出能量所造成的結果，直接造成鄰近地區地表發生振動，並由地振動造成後續一連串的地震相關災害，諸如地表錯動、斷裂與變形、山崩、土壤液化、火災、海嘯等等。因此，一個地區的地振動大小與其受到地震災害的可能性息息相關，在嚴謹的定義上，地震危害度即是地振動大小的評估。目前計算地震危害度的方法主要有定值法（Deterministic Method, DSHA）以及機率法（Probabilistic Method, PSHA）兩種。

定值法，簡單明瞭但過於保守

定值法為較早期的方法，其觀念是「只考慮一個威脅本地最大的斷層震源」，換句話說就是用最糟糕的情形進行最保守的評估，以這條威脅最大的斷層活動性衡量建築結構所在地需要的耐震標準。由於定值法計算單純，而且結果對於使用者而言簡單明瞭，是討論地震危害度的基礎。例如核電廠進行耐震設計時，只找尋距離核電廠最近，而且最可能產生大規模地震的斷層。

然而，定值法的簡單明瞭，卻也成為其一大缺陷。例如，定值法的結果過於武斷，但是影響地振動的各種參數都存有一定的變異程度，例如建築物周遭各斷層發生地震的機率？地振動大小隨距離遞減的程度？定值法都並無法回答這些問題。

此外，由於定值法是最保守的評估，考慮到地震規模越大越為罕見，最強的地振動發生機率相當低，如果依據此結果進行建築耐震設計，會造成建築耐震成本過於昂貴甚至無法施工。鄭博士說「我們在討論時，不能無限上綱去擔心一個不大可能發生的情境，反而該去討論一個較常發生的狀況，但一旦某種情況被確認是會造成危害的，就必須要認真思考面對。」

機率法，海納百川解決不確定性

相對而言，機率法考慮附近多個可能造成威脅的震源，並將每種可能都納入計算過程中，能合理並客觀評估強地振動的發生機率，然而機率法該如何處理地震中各項參數不確定的問題呢？

機率法計算地震危害度時，會利用「邏輯樹（logic tree）」的概念，將眾說紛紜的各種說法通通納入，「在還沒發生（地震）之前，誰都有可能是對的，（機率法）希望能同時容納所有的意見，可信度高的理論或情境會賦予較高的權重。」鄭博士說，因此機率法不會是武斷的單一結果，而是給予一個範圍或是區間，提供決策者根據其風險考量決定採用的設計值。

然而，機率法的缺點就是計算過程繁複，結果也不如定值法明確，受各種不同情境的權重影響甚大。有時候，原本機率法想要減少地震危害度評估中的不確定性，在納入各家說法後不確定性反而提升！

資料不足限制地震危害度計算

在推估地振動大小時，不管定值法還是機率法都會遇到兩個關鍵問題：這個地方可能遭受最強的地振動多大？以及地震多久會發生一次？今天要做地震危害度評估，需要根據過去的統計資料建立模式來進行預測，但是台灣有地震儀器觀測以來不過一百多年，要用來預估周期長達好幾百年甚至上千年的地震，資料量不足當然會影響地震危害評估上的可靠性、應用性。

鄭博士指出，斷層的資料不足正是台灣地震危害度研究的一大限制，「我們對於活動斷層了解不足，因為只有知道斷層在哪邊，才會設定它是個可能發生地震的震源，才能做出符合想像的結果。如果不知道斷層在那邊，就不會知道會有怎樣的結果。」

目前臺灣除了中央地質調查所公布的33條活動斷層，鄭博士認為更大的潛在問題是盲斷層。在地調所的活動斷層地圖中，只畫出在地表就可看見斷層破裂與錯動的斷層，例如車籠埔斷層就在中部地區造成的各種隆起、地表落差。但有時候，引發地震的斷層從地表無法觀察到，此類斷層就被歸類為「盲斷層」，依然對各地的建築結構帶來威脅，如果要計算地震危害度，「怎麼可能不考慮盲斷層！」。

此外，斷層的長度也是一大問題，根據過往經驗，斷層斷裂的長度越長，地震規模越大。但是臺灣對於延伸到海外的斷層幾乎一無所知，這些斷層往外海延伸多長？走向為何？都還需要更多的地質調查。

理論限制，提高評估困難

除了資料不足外，地震危害度的一些理論假設，造成地震危害度結果並不吻合實際狀況。其中很重要的假設：每次地震跟前一次的地震之間無相關性，但大家都知道大地震後會餘震不斷，地震危害度理論只能假設這些地震全部彼此無關，或是將餘震忽略不記。

另外還有一個有違實際情狀的假設：每個時間點地震發生的機率維持定值。鄭博士比喻，可以想像有人手持木板，穩定持續折彎木板，木板會逐漸彎曲、最終斷裂，這個假設認為不論他剛開始施力、或是木板斷裂前的那一瞬間，木板斷裂的可能性是一樣的，但經驗告訴我們隨著時間的流逝，斷裂的機率理應逐漸升高，而非固定。

在地震的情形中亦是如此，台灣屬於造山帶，斷層隨板塊擠壓不斷累積能量，但是地質環境會隨時間不斷改變，不同斷層或者同一條斷層沿線各處的地質條件也不盡相同，這些變因都會影響下次斷裂釋放能量的時間點，以及不同時間點發生地震的機率。

地震危害度提供風險控制的基礎

地震危害度還有諸多理論與技術限制，它對於我們一般民眾的生活或是政策有什麼影響？鄭博士說，從防災減災的角度觀之，最重要的不是危害度的結果，而是民眾與政府看到地震危害度的分布圖後，在地震發生前可以依據自身的情況與不同的風險考量、採取不同的風險控制。例如多投資一點防震工程，或選擇概括承受地震災害的損失；或多買一些災害險、將風險轉移給保險公司，甚至乾脆直接搬離高風險地帶，每個作法都是每個人不同價值觀和能力下的不同選擇。地震危害度的工作，就是提供民眾選擇應變方案時的可靠參考依據。

然而，鄭博士憂心「如果民眾過度期許政府能幫忙處理所有風險，期許政府會主動耗費巨資興建防災措施，但是這等於是變相鼓勵民眾住在危險地區。而且，因為政府會在災後處理一切損失，實際上仍是納稅人被剝兩層皮。」

較為正確的觀念與做法是，各地居民必須自行負擔居住地的風險，在歐洲國家，政府會幫忙評估災害發生的風險以及興建減災措施的金額，由社區居民自行決定是否興建以及負擔興建費用，如果社區認為不需要，災後損失也是由社區居民自行承擔。目前台灣最怕的是政府鴕鳥心態，至今仍不推動與公布各地的地震危害度，讓民眾誤踩地雷，置民眾於險境中。

鄭錦桐博士說，地震危害度的研究，就像在研究上帝擲的骰子，依據過去出現過的點數統計，預測未來出現各點數的機率？然而我們根本不知道上帝之骰長得怎樣，永遠都會有不確定性存在。所有臺灣人都必須面對地震的不確定性，如何自行控管本身與家庭的地震災害風險，極需每個人仔細思考。（本文由科技部補助｢新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣｣執行團隊撰稿）

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責任編輯：鄭國威｜元智大學資訊社會研究所

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研究歷史地震，各地方稟報災情的奏摺是很重要的參考文獻，圖為1862年台南大地震沈葆禎奏報嘉義縣城隍神的文件。（圖片來源：臺灣地區歷史地震資料庫）

李柏昱 | 國立臺灣大學地理環境資源學系

「冬十一月，地大震。廿三日，雞籠頭、金包裏沿海，山傾地裂，海水暴漲，屋宇傾壞，溺數百人。」這段出自《淡水廳誌》的文字，記錄 1867 年基隆地區的地震與海嘯，雖然僅是寥寥數語，但在地震觀測進入有儀器記錄、客觀的「歷史」時代前，這樣的文字敘述是地震發生過少數的重要證據。本篇專題邀請到健行科技大學鄭世楠教授，帶領大家穿越歷史，回到那些早已湮沒的過去，從古籍的字裡行間，抽絲剝繭找出古地震塵封的裂痕。

大地的遙久傷痕－活動斷層

地球本身有癒合能力，鄭世楠教授舉例，地表就跟人的皮膚一樣，受傷後會結痂，如果這次受傷較深，下次很容易就從這邊發生撕裂傷。這些地球結痂的地方，就是「活動斷層」，找出這些斷層，並計算每次破裂之間的週期，地質學家就能掌握下次地震可能的時間。

但是，地震的再現周期對人類壽命而言太長了，經常是數百年到數千年。相較之下，台灣從荷據時代開始有歷史文獻紀錄 400 年，有地震儀器更只有 100 年，直到 1897 年第一部地震儀才由日本人所引進。此時，古地震便成為提供斷層活動週期重要的調查方法。

在進入儀器觀測時代之前發生的地震，都可列入「古地震」的範疇，其中可再分為「歷史地震」與「地震考古」，歷史地震指有歷史文獻紀錄的地震，時間尺度距今上百年到上千年；地震考古則利用化石定年、斷層槽溝等方式，找出年代更為久遠的地震，時間尺度可達上百萬年甚至是上億年之久。

字裡行間的地震紀錄

台灣從荷蘭人登陸開始了歷史時代，當時荷蘭東印度公司每日都有詳細的經營記錄，保存在《熱蘭遮城日記》（De Dagregisters van het Kasteel Zeelandia）中；清領時期則有各地官員災後上書朝廷申請賑災款的奏摺、地方縣誌或是文人遊記，晚清還有各國領事、報紙、貿易報告等記錄；此外，各地信仰中心的廟宇，經常是保存當地文史資料的重要資料庫，也是地震歷史紀錄的重要來源之一。

歷史文獻無可避免的必須考量其中記錄者的主觀意識，例如只有有感地震會被記下；而在人口稀少的地區，地震記錄也會較少。比方說，台灣開發由南往北發展，如果翻閱早期的地震記錄，台南紀錄的地震比其他地區都更多，但這並不代表台南地震最多，而是當地的文獻紀錄最久。此外，不少文獻會因為氣候潮溼而腐朽損壞，或著隨著保存的廟宇翻修而遺失，這些問題都會成為研究古地震的障礙。

另外，台灣由於政權更迭，許多地名在歷史潮流中屢次更換，也會因記述者的語言不同而改變。鄭世楠提到，1867年基隆地震時，當時上海租界區裡的外文報紙有報導這次地震，提到一個地名「Palm Island」，當時找了許久，才知道這個「棕櫚島」是指現今基隆和平島，但是在漢人社群中則稱社寮島；另外也有記錄提到「Pa tsien na小鎮損毀嚴重」，Pa tsien na指的又是哪裡呢？這是士林的舊名八芝蘭（Pattsiran），為平埔族「溫泉」之意，而後漢人再加上表示林野的「林」，合稱為「八芝蘭林」（Pattsiran-na），日據時期才改稱為士林。

為了研究地震儀尚未問世時的古地震，歷史文獻的交叉比對仍十分重要。歷史資料越多，就能評估各地地震的災害程度，並建立等震度圖，由於越靠近震央災害越慘重，按照經驗式比對，地質學家能按照災害的範圍估算地震規模。等規模與粗略的震央位置訂出來後，檢視附近有沒有現在已知的活動斷層，利用電腦進行類似地震規模的模擬，再與文獻記錄進行比對與考證。一旦有一定的吻合程度，就可以確認當時的地震規模與震央位置。

地震防災善盡人事

與其他災害不同，台灣有很多斷層在歷史中還沒發生過強震，相當危險。但是國家進行建設發展當然不可能等蒐集完幾百年的資料再來進行，各國多半是用短期的觀測資料，透過假設、外推，並設定一個安全係數導出防震規範的標準，再根據這個標準進行設計。

研究歷史地震的重要性就在於，當要評估時間尺度這麼長的問題時，歷史地震或地震考古的相關資料，能進行進一步的佐證，並設法延長有把握的地震觀測史，提供更為客觀周全的耐震標準。未來國家重大建設進行時，耐震係數就能依照現有的資料，計算出一個客觀的、科學的數據，讓主事者依據這個資料以及法規進行建設。

當然，地震觀測資料會與時俱進，標準也會一再改變，趨於嚴格，不用再於事後批判建設當時的錯誤決策，因為當時已經盡力做到當時已知最嚴格的標準。比如說，921地震以前台中石岡壩施工時，就有挖掘到車籠埔斷層，但是相關觀測資料不足，認為該斷層並不會錯動，中部地區的建築防震規範也偏低。

歷史地震猶如時代久遠的犯罪現場，現代福爾摩斯必須從浩瀚古籍的字裡行間中，找出地震發生過的證據。很多時候，對於古地震的位置、規模，甚至到底有沒有這場地震，地震考古學家莫衷一是。這些懸而未決的歷史懸案，何時能解？（本文由科技部補助｢新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣｣執行團隊撰稿）

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銘傳大學建築系王价巨老師。（圖片來源：作者自攝）

陳妤寧 | 台灣數位文化協會

過去，台灣社會都習慣將防救災的責任歸屬於政府，然而本次訪談銘傳大學建築系的王价巨老師對於未來防災策略的看法，老師除了釐清政府在防災資訊上應該改進的空間，也點出了近年來在「責任分擔」觀念下，「公民參與」對於防災策略的重要性。由於每個地區的「災害體質」皆有不同，如果不夠了解自家區域容易遭受的災害類型以及因應方式，就永遠無法強化自身抵禦天災、降低風險的能力。

防災的工作都是「不怕一萬，只怕萬一」，在災害真正發生之前很多人可能會有做白工的感覺。但是如果不在災前減災、整備的階段投入心力，災後的人命與財產損失、以及重建所需耗費的資源會更以數倍計。

政府防災資訊的建置、公開和利用

台灣掌管各種災害的政府機關投入防災業務已久，如水保局土石流監測、水利署水情監測、颱洪應變決策支援系統等，資訊的前期建置已臻完善，然而掌管災害的各個機關之間專業分工過細，各種災害資訊散落在不同的機關網站上，缺乏以民眾需求出發的資訊整合管道。

根據 2005 年世界銀行的一份全球風險分析研究指出，全世界約有 10% 的人口生活在兩種天災的威脅下、5% 的人口生活在至少三種的天災類型下；而在須面對「複合式災害」的台灣，就有 90% 的人口生活在兩種災害下、73% 的台灣人生活在至少三種的潛在災害下。不同的災害類型（如颱風可引起的風災、水災、土石流）之間交互併發各種水土災害，說台灣是「多災多難、韌性堅強」也不為過。

因此，除了跨部門的資訊水平整合之外，針對民眾需求設計的垂直資訊管道也須被重新思考。防災資訊須從官方網站走入民間社群，否則若民眾既不清楚有公開資料可供查閱、且需四處蒐集不同類型的資訊才能拼湊出自己家園的災害風險全貌的情況下，這些資料就無法充分發揮應有的價值。

因地制宜的防災策略

王价巨老師認為，政府的角色在於「協調整合」，包含全台灣的災害潛勢圖資、各種防災資訊、以及跨縣市的資源合作，提供緊急應變的基礎藍圖。但各縣市和各鄉鎮需要在這些基礎資訊上納入區域特性，才能更符合各地的不同災害體質。

舉例來說，都市和鄉村的避難策略就大有不同。都市的高樓密度大，地震時受到共振和盆地效應的加持影響，高樓層居民感受到的搖晃會更為劇烈。對都市居民而言，地震發生時最重要的是就地掩護，因此室內的水晶吊燈、吊扇等懸掛式裝潢在平時就要注意維護或找尋其他較為牢固的替代品。而在地震暫停後，應疏散到附近的開放空間（例如防災公園），因此平時就應了解通往避難空間的安全路徑，避免走懸掛招牌多、狹窄的街道。

鄉村地區因為其建築材料的差異，避難的狀況可能會都市相反，例如:磚造、土埆的舊式房屋結構相對不穩，因此在地震發生的第一時間，向外逃生反而是上策；而因為鄉村的空地寬闊，尋找開放空間的問題反而成為其次。有些地區如有木造建築，就須擔心火災帶來的二次災害。

社區防災，公民意識最重要

社區層級須在社區營造的基礎上研擬更細緻的防災策略，並且著重在居民參與。「台灣人需要扭轉『萬能政府』的觀念，因為中央政府不會比地方社區更了解當地的災害歷史或病灶。」推動自主防災社區二十多年，王价巨老師表示二十多年前的台灣人根本無法接受「我家會被天災摧毀」的想法；但如果社區缺乏防災意識，防災成效甚至會比資源缺乏的防災社區來得更差。

以社區為本的防災工作強調「在地化」的精神。王价巨老師從早期協助台北市的興家、明興社區到近年陸續協助新竹市三民、海山、境福、新竹縣軟橋等社區的經驗指出，目前的做法都會先找里長、並納入當地文史工作室、社區發展協會等各種團體的力量，共同為社區的防災體質把脈；訪問地方耆老並且和居民一同實地踏勘，了解當地的災害歷史和區域特性，例如曾經發生倒塌、積水容易排不出去的位置、避難弱者的家戶等細節；最後規劃適當的避難路徑、避難場所，共同擬定社區防災計畫，並進而推動家庭防災計畫。

社區防災的重點在於民眾參與，參與度比較高的社區，專家只要在旁協助引導即可，相對的，社區或災害意識較低的社區，則要尋求不同的方式，讓民眾開始關心這個切身的議題，每個社區都不同，方法都要做調整，例如:「台灣的爸爸們主導性很強，因此後來的幾場討論我們刻意把爸爸們分為一組，讓太太和小孩子比較有機會暢所欲言，或著用寫的來表達意見也可以。」王价巨老師藉由諸多社區參與的經驗一方面和我們分享實務經驗，一方面表示，透過這些過程提昇民眾對於災害警覺的意識和了解才是最重要的課題，「『可以談論災害』是個重要的起點，這比再多的計畫都重要！」

科技始終來自於人性，防災領域再進化

王价巨老師學建築出身，而後接連投入都市規劃、都市設計、災害及風險管理與永續發展的領域。他認為防災領域未來的發展趨勢上，災害管理會扮演越來越重要的角色。防災領域過去以「防災科技」為主流，無論在土木、水利等工程領域，安全和抗災都是最基本的要求。然而無論在技術上有何突破性的發展，重要的是這些技術能否被充分利用並且真的挽救人命。

「災害管理」因運而生，輔以如災害社會學、災害政治學、或是研究災害發生時人的行為反應模式的災害心理學等等，這二十年來在國際間逐漸興起。在台灣社會，災害管理仍屬新的學門，無論是民間團體或是民意代表，多從工程的角度切入、間接地處理災害議題。王价巨老師認為，未來的防災課題將是如何結合「防災科技」和「災害管理」」這兩種不同性質的領域，包含最基礎的用語整合以及跨域的觀念溝通，防災科技在技術創新之餘，仍須回到「人」的根本才能發揮更大的價值。（本文由科技部補助｢新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣）執行團隊撰稿）

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不同結構的建築物，都必須符合防震規範的設計標準，因此安全性是一致的。圖為臺灣現代建築經常使用的RC結構。(圖片來源：WikimediaCommons 作者：Argyriou )

李柏昱 | 國立臺灣大學地理環境資源學系

從臺灣過去幾次大震災的慘痛教訓中，可以看出單純的地表晃動並不會對生命財產構成威脅，無法抵抗地震而倒塌的建築才是傷亡的主要原因。但是影響建築物抗震的因素何其多，本次專訪請到國家地震工程研究中心的林克強研究員，由建築結構的角度切入，分享建築結構在抗震設計上必須考慮的因素，以及地震來臨時，建築中哪些地方最容易被破壞？還有臺灣常見的RC、SRC、SC結構，在耐震上該如何考量跟選擇？

建築結構必須注意的問題

林克強研究員說，由於臺灣地處地震帶，因此整個台灣在做建築設計時都必須將地震威脅納入考慮，建築物耐震設計幾個必須注意的點包含地質因素、結構特性、建築高度、建築規則性與個人使用習慣。

地質因素─如果建築物所處的地質比較堅硬，地震波來的時候就容易消減，不會反覆震盪，建築物受到的震波相對就比較小。例如台北市的盆地效應，1987年的花蓮地震就導致華陽市場倒塌，盆地效應有如一只裝滿水的水盆，輕輕一晃可以看到水面劇烈的波盪起伏；如果換成裝滿混擬土，怎麼晃表面都不動如山。

結構特性─不同結構系統的耐震能力並不相同，不過在進行建築耐震設計時，原則是不管採用哪種結構系統，都會要求建築物的安全性必須通過耐震標準，建築物並不會因為是鋼構還是鋼筋混泥土構造，就比較容易倒塌，耐震設計上都是合格的。

建築高度─由於高度越高，樓頂所受的加速度越強，加上底層承載的重量越重，越有可能因為結構設計不良或施工不良而倒塌。

建築物的規則性─建築物在立面上或是平面上是否規則。若建築物某樓層之重量與其相鄰之樓層有明顯差異，或是建物立面幾何形狀不對稱，前者如設置游泳池或是一樓完全開放設計，後者如某樓層退縮或外推，皆被視為立面不規則；平面上，建築幾何形狀最好是方形、矩形或圓形，如果是十字型、H型、L型平面等等，則被視為平面不規則。越規則的建築受到地震的影響就越不明顯，越不規則就越容易出現「軟層」或是「弱層」的問題，地震便相當容易對這些軟弱層造成破壞。

個人使用習慣─林研究員特別強調這個因素，是臺灣社會與政府長期忽視的一塊。個人使用習慣與社會文化息息相關，比方說拆除或增設隔間牆，當然會影響建築物受地震效應的影響。在台灣，一樓經常當作店面使用，而將一樓隔間牆敲除，使一樓成為軟弱層，加上一樓又乘載了整棟建築物的重量，整棟房子如同一隻「軟腳蝦」，地震一來一樓就不見了。此外，地震對建築物產生的效應與建築物重量密切相關，台灣盛行屋頂加蓋，但是建築設計是否能容納這些多餘的負重？

地震對建築構件的破壞

林研究員說，遭遇地震建築物一定會受到損害，臺灣對建築物的耐震要求是「小震不壞、中震可修，大震不倒」。建築物最容易受損的地方，往往是建築物第一個受到地震力的地方。對台灣的建築物而言，這個首當其衝之處便是牆，因為牆壁受到的徑向作用力最大，地震發生後經常看見許多房屋的牆壁出現裂痕，引起民眾恐慌。耐震規範中，對於牆的耐震要求是能裂但不能倒，所以牆壁些微龜裂是建築物吸收地震能量的正常反應，對於過寬、過高的牆，耐震規範中都要求必須增設額外的強化設施。

另外一個很容易被地震破壞的地點，是建築構建彼此相交的節點，例如梁柱交接點。對建築物而言，最嚴重的破壞莫過於柱子的破壞，雖然並不如牆壁龜裂來得常見，但通常柱子一倒建築物就會倒塌。

從耐震設計的角度來看，只要能避免人命傷亡，這棟建築物的耐震設計便可算成功。目前對於耐震的要求已逐漸提高到「大震可修」，並維持一定的功能；災後擔任重要功能的建築，比如說學校校舍、醫院、政府機關，能夠在震後繼續使用更顯重要。

隨著建築法規的演進，近年來地震因為建築倒塌的傷亡數量降低許多，非結構性的破壞才是目前造成地震人員受傷的重要原因，比如說掉落的天花板、傾倒的家具、破碎的玻璃窗等等。林研究員強調，如果要保障人民的生命財產安全，這些非結構性的要求也是相當重要的。

三大結構大車拼，維護費用須考量

臺灣的建築耐震法規經過多次修訂，不管使用哪種結構系統，只要建築物依據「建築物耐震設計規範」來設計，施工落實結構設計並顧及每一施工細節，耐震強度應無疑慮。臺灣現代建築主要有鋼筋混凝土（RC）、鋼骨鋼筋混凝土（SRC）以及鋼骨結構（SC）三者，各有不同的優缺點以及施工上需要注意之處。

RC是台灣最常見的建築結構，初期造價便宜，還有防火性能佳、隔音效果好等優點。但是RC結構施工程序複雜，品質控管難度高，施工細節成為建築結構是否耐震的重要關鍵，需要注意鋼筋與混凝土的品質、箍筋的角度以及諸多施工細節。

SC結構適合興建高層大樓，而且鋼材研展性佳，SC結構大樓相當耐震，但有初期造價高昂、隔音差、不耐高熱等缺點。施工過程鋼骨焊接處的品質控管與鋼材的選擇相當重要。

SRC結構結合上述兩者的優點，兼顧RC的防火與隔音效果，又有SC的延展抗震能力。但也因此SRC施工過程相當繁複，需要注意的地方也是上述兩者的集合，必須同時注意鋼骨焊接、鋼筋以及混凝土的品質等等。

但是從實際面觀之，還必須考慮建築物的生命週期，林研究員說「你能夠容忍怎麼樣的破壞，台灣地震不斷發生，你願意在建築物的生命週期中投入多少成本來修復？」就初期建造成本來看，當然是SC結構最為昂貴，SRC結構次之，RC最為便宜。不過如果考慮修復成本，RC結構容易因為地震而導致開裂，需要經常修補，而SC結構只要不破裂就不會有維修問題。

林研究員說：「台灣人使用建築有一個錯誤的觀念：建築物蓋好後就不用維護了。基本上建築物蓋好後每隔幾年就應該要做基本維護，也能提早發現建築物容易受損的地方。」，許多人都希望能有一間能遮風避雨的小窩，但愛屋如同人的身體，也必須面對生老病死的宿命，國外大約每隔15年會做一次建築的檢查，藉此判斷建築是否需進行更新。唯有好好照顧自己的安身之所，下次地震來時，才能繼續盡忠職守保護屋內人的安全。（本文由科技部補助｢新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣｣執行團隊撰稿）

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台北101是臺灣的高樓結構與工程技術的巔峰之作，面對臺灣頻繁的地震颱風，台北101如何解決問題？（圖片來源：Flickr用戶Antonio Tajuelo）

李柏昱 | 國立臺灣大學地理環境資源學系

台北101於2004年風光落成，榮登當時世界第一高樓寶座，除了展現台灣的經濟活力與高超的工程技術外，首當其衝的自然是台灣頻繁且劇烈的天災，包括地震或颱風，加上基地位於地質鬆軟的台北盆地，台北101如何克服這些難關？這次專訪邀請永峻工程顧問公司甘錫瀅總工程師，甘工程師曾參與許多臺灣高層建築的結構設計，台北101更是其代表作，請他介紹台北101結構匠心獨具的抗震防颱設計。

颱風地震夾擊，台灣高樓必須「軟硬適中」

甘工程師說，要在台灣新建高樓，先天環境本身便困難重重，因為臺灣同時面對地震跟颱風的威脅，兩種應對的結構設計迥然不同，甚至可說剛好相反：如果結構體設計的太硬，地震來時容易脆性破壞；如果結構體設計的太軟，颱風來時大樓又會晃動得太厲害。所以在台灣要建造超高層大樓，必須先解決結構軟硬的問題，也就是說大樓結構體不能設計的太軟，也不能設計的太硬，才能同時面對地震和颱風兩大勁敵。

台灣專利，韌性接頭提昇鋼構耐震力

甘錫瀅說，台北101使用台科大陳生金教授發明的專利：高韌性接頭（High Ductility Connection）。在建築結構中，柱與樑的接頭若損壞是非常嚴重危急的問題。過去的設計思維，傾向不斷加固接頭，但每次大地震鋼骨結構仍然會從此處開始損壞；正因這個節點太過堅硬而缺乏彈性，地震時反而會發生脆性破壞。

高韌性接頭反其道而行，從鋼樑距離與柱子接頭 12 公分處開始將鋼樑翼板順著彎矩梯度去做削切，透過削弱該處強度，將地震的破壞力控制在削弱的地方。只要確保鋼構的品質，這種工法吸收的地震能量，能比傳統的接頭多吸收7 到 8 倍的能量，這也就是大樓結構設計上讓結構體不要太硬的有效方法。

巨型結構確保101安全無虞

台北101的巨型結構示意圖，貫串整棟建築的巨型柱，以及每隔幾個樓層就會設置的巨型樑，是101結構抗震抗颱的秘訣。(圖片來源：甘錫瀅)

巨型結構（Mega structure）居台北101結構設計的首要之功，巨型結構包含「巨型柱」與「巨型樑」。「巨型柱」每根斷面長 3 公尺、寬 2.4 公尺，外圍鋼板厚高達 80毫米，內部灌滿高強度混擬土，這樣的巨型柱一共八根，建築外側每面有兩根。除巨型柱外，還有 16 根核心柱，也就是電梯等核心基礎設施放置處。

「巨型樑」則呈現雙十狀，在水平面利用巨型桁架把所有柱子串聯起來，每個斗最上方的設備層各有一組巨型樑，最下方 26 層樓的底層則有 3 組巨型樑。一共 11 組巨型樑把整棟台北101分為 11 個大層，強化台北101的結構強度。

基樁深入岩層，讓101站得穩

台北101塔樓底下一共打了380支群樁，皆深入地底80公尺，比岩盤還要再深入20到30公尺，讓101得以站穩。(圖片來源：甘錫瀅)

甘總工程師說，台北101的結構基礎，先透過現場鑽探 151 個孔，找出底下岩盤的深度與樣貌。高達 508 公尺的塔樓，一共打了 380 支直徑 1.5 公尺的群樁。而只有 5 層樓高的裙樓（旁邊五層樓的商場），打了 167 支直徑 2 公尺的基樁，深入岩盤約 2～3 公尺。

不過，裙樓的基樁是直接銜接上方的柱子，塔樓又該如何將建築物的重量傳達給底下 380 支的群樁？甘總工程師回答，在台北101的塔樓基礎底層，透過厚達 3到4.7 公尺的實心混凝土基礎板，承載上方巨型柱以及核心柱的重量，再透過這些實心板把大樓重量傳遞至 380 支基樁，再透過這些群樁傳遞到地表下50公尺之岩盤，再深入岩盤20～30公尺，達到地下80公尺，才能夠把大樓穩穩的支撐起來。

黃金大圓球「調諧質量阻尼器」，減緩晃動不適

高懸於 88 層至 92 樓、造價高達 400 萬美元、總重達 660 噸的金黃色大圓球是台北101另一大賣點。這顆大圓球全名「調諧質量阻尼器」（ Tuned Mass Damper，TMD），主要目的是減緩建築物內人員因建築物晃動感到的不適。甘總工程師自豪地表示，即便不裝阻尼器，台北101面對 17 級強風也絕對在結構安全範圍內。不過，位處高層的人在風大的日子恐怕會暈頭轉向。

根據研究，只要大樓擺動的加速度達到5cm/sec2時，人們便會開始察覺到搖晃並感到頭暈，所以臺灣的建築法規定在回歸期半年（一年內可能會發生兩次的機率）的風力作用下，頂樓的加速度值不得超過 5cm/sec2。如果台北101沒裝組尼器，頂樓加速度會達到 6.2cm/sec2，超出法定標準，因此藉由裝設阻尼器減緩 40％ 的加速度，降到 3.7cm/sec2 左右，這也就是大樓結構設計上讓結構體不要感覺太軟的有效方法。

斗斗高昇，寓意深遠兼具高層避難功能

遠觀台北101，一路往上堆疊八個「斗」的建築造型，象徵「才高八斗」的意象，平均每八層樓一個斗，每個斗外層傾斜七度，經過實驗是視野最佳的角度，同時也創造珍貴的高樓層避難空間。一般超高建築如果發生火災，建築裡的人只能前往地面層或屋頂疏散避難，這代表位於高樓層的人必須爬數十層樓的階梯，疏散時間又長又難熬。而斗與斗之間創造的環狀避難空間，寬約兩公尺，讓建築物內部的人員能就近前往避難。

透過各種嚴謹的結構設計，台北101在結構上擁有史無前例的高樓抗震規模。儘管甘總工程師所屬的永峻工程顧問全程派員參與建築施工過程，但甘總工程師仍然對未來台灣高樓施工現場的嚴謹程度憂心忡忡。「目前政府審查高樓只有在設計的部分很嚴謹，建築高度達到 50 公尺以上（約 15 層樓以上）就需要進行結構外審，但如何將設計的圖說充分落實到施工現場，這是高樓結構監造政策中必須再加強的。」台北101是業主自行出資、請結構設計人員一同參與施工過程，但在其他許多高樓工程中，施工現場經常僅由建築師一人負責全部監造，並未要求結構技師與電機技師一同參與。目前台灣在落實建築法規中對施工監造過程的要求，尚不比對於設計圖的要求更嚴格，使得設計和施工兩端的審查程度嚴重失衡。（本文由科技部補助｢新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣｣執行團隊撰稿）

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責任編輯：鄭國威｜元智大學資訊社會研究所

建築與防災系列專題：

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3月29日《蘋果》一則報導：4.5億泡湯，測震海纜斷了。據此報導指出，氣象局的「臺灣東部海域海纜觀測系統」（簡稱海纜地震站）疑遭漁船的底拖網扯斷，從去年5月起就不再傳回訊號，而氣象局也回應，是位於海纜尾端的科學節點設備遭毀壞而失去訊號。這樣的情況也不知道要找誰求償，但重點也不該是找誰求償或是單純的禁止漁船底拖，畢竟要在茫茫大海中去取締每艘漁船，其秏費的人力、物力、甚至民怨也不會少，那我們到底該怎麼看這件事？

比找兇手還重要的事：海纜斷了給我們的啟示

你要怪漁民也好，罵氣象局也罷，以上都屬次要的問題，因為最主要的問題應是我們得有個認知：從上而下對防災而言永遠都做不夠！科學家對大眾的宣導與介紹不夠、政治人物對防災該有的政策了解不夠、人民對於防災的認識也不夠，相信如本篇一般的提醒防災意識的文章，即使常見也遠遠不夠！導致我們沒有足夠健全的防災體系（在此指的是可因應各種不同的極端情況）、沒有完整可以讓全國人民可用的地震預警系統可用（現在只有從一些學校開始推行，手機要能收到還不知道要等到何時），但或許我們可以透過嘗試著去多理解一些科學科技，或是多去思考自己災時的應對，讓自己有多一分的防災意識。

從電纜式海底地震儀看防災科研發展的落差

我們來看看最近斷了的海纜地震站，45公里的海底電纜加儀器共要花4.5億，而科學節點也是1千萬起跳，雖然明知道這東西對以後的人們有無限益處，但是這樣的投資到底划算嗎？在此我們先看一下臺灣的海纜的分布和相關儀器：

圖片摘自氣象局海纜網頁

簡單來說就是一條向宜蘭外海延伸45公里的海纜，配上一套科學節點，就是我們的海底地震與海嘯監測系統。附帶一提，這個案子原先是設計250公里，4套科學節點（印象中是4套，若有誤請指正），經過多次流廢標（就是預算和來投標的金額差太多），最後才以45公里、4.5億元決標。至於大家常說政府做的東西經常有弊案和問題，這方面我不好說，但我就我知道的資訊來提供參考：日本NEC一直想把海纜式地震儀的技術推行至國外，但實際上會買單的國家並不多，而就算多次流標還是一直要來投，我想是真的很需要這筆訂單打知名度（他們自己都發新聞稿宣傳），不過現在被拖斷了…就不知道這算加分還是扣分了？

接著再來看一下日本的做法，以下是截至2008年以前日本鋪設的海纜地震儀：

圖片取自NEC

不令人意外，畢竟日本受地震與海嘯侵襲的次數十分頻繁，加上主要的海溝孕震帶都平行於陸地，當海溝型地震發生時，海嘯是直接侵襲，且波高也是最高的。

附帶一提，2011年311地震之後，日本深覺自己對東北海域的地震太不重視（之前也只有一條海纜），因此又打算鋪設新的串接式海纜地震觀測網，觀測範圍約200×200 km，共有25個地震儀的陣列：

東北海域的海纜地震網，圖片來自NEC

由此可看出日本人很怕死對防災的重視程度超乎想像，不過這些設施是建築在過去慘痛的災害之上，相較之下，臺灣的地質與地體構造相對幸運的多，無論是鄰近的琉球海溝、馬尼拉海溝對臺灣的影響，或是花東海域不利使海嘯波增高的的海底地形來看，威脅相對較少，但我們仍是地震頻仍的孕震帶，若不增進這些基礎建設、不想想自己的防災演練有沒有確實做到，那我們和坐以待斃有什麼嗎？

什麼樣叫做「有防災的意識」？

我們不用一下子想做到像日本或其它先進國家一般的極緻，最簡單的，就是「知道地震來時該做什麼？」曾有過宣導地震防災的經驗，每次都會問不同年齡層的民眾：「如果某個大地震前有10秒鐘的預警時間，你會怎麼辦？」這時就會發現一件很神奇的事，即使不少人看過防災手冊，也鮮少有人提出「因地制宜」的關鍵；更多時候，我得到的回饋是，10秒不夠用、多個2~3秒也沒差…等等，我常想，真的是我們對地震防災推廣做的太少了！

遠比你我想像大的認知落差

或許你知道地震預警可能會對高鐵、科技廠房、醫院、學校等設施有幫助，但實際上砍預算的委員們不認為做這個會有什麼政績，現在海纜斷了還被質疑偷工減料，而辛苦工作的討海人都來不及顧自己的生活了，哪管你不知道什麼時候發生的地震？而對一般人來說，又不是剛好地震來我正在坐高鐵、我沒買股票科技業的損失也不關我的事。但就是因為地震不知道何時會發生，才更需要更多的時間預警以及更需要平時建立起防災概念，以下是幾個對於防災或地震科學容易出現的迷思：

地震預警沒有實質用處？

簡單來說，地震預警最基本的原理就是利用地震波中的P波較S波快，而傳送訊號的電磁波又更快，因而利用快速解算震央規模以達到十數秒的預警能力（2011東日本大地震東京有快1分鐘的預警時間是因為震央非常遠），除了秒數太少的問題，還有所謂的「盲區」，也就是近震央的地方無法預警，這是一定的，不過台大地質吳逸民教授與相關團隊發展的「P波3秒」的技術，讓預警的盲區盡可能縮小。雖然地震預警對震央處的幫助不大，但仍有可能會因此避免許多災害。1986年花蓮強震，因其規模達6.8，仍在台北新北造成許多災情，更不用說集集地震了，地震預警有其存在之必要性。

房子蓋堅固點不就好了？

的確，在921地震時我們發現有許多因震波受損的房子，主因是對於耐震的設計不良，而隨著建築規範與技術的改進，房子的耐震能力有長足進展。但如果只想仰賴堅固的房子，仍是十分消極，全台灣還有無數屋齡超過30年的老房子，雖然通過了921的檢驗，但若下次震央更近或是規模更大時呢？況且還得考量年輕人買不起房子問題，但探到至此已超過科學能討論的事。總之，正確的防災觀念是該綜合各種可能的措施，否則無論是預警或是建築上的努力，都是應該穩定發展的方向，而非互相排擠預算。

無法立即看到成果的研究

地質學的探討的年代動輒上百萬年，地震再現的週期卻是百年尺度，但地震發生的瞬間卻是數秒之內的事，用差異這麼大的尺度進行研究，本來就不是一件容易的事，今天假如我認為某件事是地震的前兆，縱使我有完美的理論，但缺乏足夠的樣本數驗證，連個像樣的機率預報都做不到了。多一個海底地震儀有沒有好處？當然有！因為對於東部海域，多一個海底測站可增進小地震的偵測能力（見〈「媽祖」海纜保平安〉），多兩個當然更好，不過，好在哪？為什麼我們需要偵測更多的小地震？因為實際上有許多地震學研究是著重於統計微震資料找尋大地震的前兆（見〈我們離「預測地震」還有多遠？〉），我們的確離真正預測地震還很遠，但現在不做點事，以後就沒得研究。如同克卜勒在研究行星運動時，若沒有第谷的觀測資料，也成不了事。

延伸閱讀與連結：

• 我們離「預測地震」還有多遠？
• 「媽祖」海纜保平安
• 掌握關鍵10秒，減少地震損害
• 日本防災科技研究所的地震觀測網(NIED)
• NEC對海底地震與海嘯觀測系統的介紹
• 氣象局海纜網頁

原刊載於作者部落格地球故事書

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從前幾天的炎亞綸地震論引起的跨時空論戰，到Cindy疑因「靠北部落客」的網路霸凌而離世<1><3>，甚至前陣子的阿帕契風雲、八萬奶頭妹、陳為廷襲胸、甚至更早的冒牌生抄襲事件等等，都有幾個很重要，卻又費解的社會現象：是什麼讓大家這麼氣？為什麼我們明知道有些話會逼死人，卻仍不停地留言抒發？言論自由與網路霸凌的界線又在哪裡？

門墊效應：為什麼這麼氣？

炎亞綸一開始的不認錯、刪除貼文並黑名單網友劉玄德（於4/21 17:38 已道歉）、靠北部落客被起底之後的「唉呦，板主是不是該覺得好怕怕 哭哭」、阿帕契姊李蒨蓉一開始的高姿態、冒牌生的「刪文並不可恥，是被刪文的人才可恥」等等， 很多人真正生氣的不是初始的錯誤本身，而是那個「不認錯」的態度。

一般來說，原諒（forgiveness）可以有助於血壓的降低 [1]、增加滿意度與幸福感 [2]，那為什麼大家不乾脆笑笑相信那是炎兄「他的觀察啦」？還要號召各時空領域的豪傑來圍勦？事實上，如果你和對方有連結（例如他是你的親密伴侶、崇拜的對象）<2>，沒有道歉會讓你相當難受。

為什麼不道歉會讓你這麼氣？因為，不論是被刪文的劉玄德，或是被黑名單的網友，都是事件裡面的「被冒犯者」（victim）。Luchies等人的針對伴侶的追蹤研究指出，當冒犯者（perpetrator）誠心誠意地做出行為修正（amend）、或至少道歉的時候，被冒犯者會覺得自己是值得被尊重、感到安全的，這時候的原諒比較健康，可以提昇被冒犯者的自我概念；但相反地，如果他不道歉你就原諒，可能會讓你覺得自己不被尊重（erode self-respect）、甚至自我概念受損（erode self-concept）[3]。你會覺得自己像是門墊一樣，被踩來踩去也沒人在乎不會怎樣，這就是所謂的門墊效應（the doormat effect）。

雖然並非每個人都是粉絲，但對部分粉絲來說，當你一直相信、崇拜的人（冒牌生、炎亞綸或陳為廷），做出讓你傷心的事情又不認錯，那種不被尊重、不被在乎、不被看見的感受，怎能讓人不氣？

為什麼道歉這麼重要？

道歉，是一種讓人感受到「被尊重」的開端。研究顯示，道歉，有幾個重要的效果 [4]：

1. 回復被冒犯者的自尊心、尊嚴與權力，讓他們感覺被關心
2. 冒犯者看到被犯者真實的情緒、生氣與難受、承認雙方是同樣有價值的、並做出補償與承諾

如同陳民虹等人的論文中所提及 [5]：「由公平理論來看，當人們做了對不起他人的事，就製造了一個不公平的狀態或裂痕，這個裂痕須藉由行為或心理上的手段來填補，侵犯者可以透過補償策略來回復實際的公平或透過辯解策略來回復心理的公平，因此當人們真誠的道歉或懇求饒恕，他採取的是一個懇求者的角色，滿足被侵犯者公平的需求，回復權力感，而較不苛刻及較能原諒。」[6]

那為什麼有些人死不道歉？

好，既然認錯可以增加原諒、甚至讓被冒犯者感覺被尊重，這些名人（或知名社群）為何在事發的一開始都不認錯？或許是因為，有時候道歉並不只是露出胸部這麼簡單的！

Psychology Today的心理師Guy Winch博士曾指出，不願意道歉的人背後五種可能的恐懼 [7]：

1.他們無法區分自己跟錯誤本身：承認過錯對某些人來說是困難的，是因為他們無法去區分「錯誤的行為」和他們的「人格特質」是兩回事。說了一個沒有根據的地震理論、把別人黑名單，對他們來說承認這些錯誤行為，就好像承認自己是很糟糕的人一樣（我承認我的理論錯了，不就表示我很笨嗎？我道歉了，是不是等於我是很糟糕的人？）。他們害怕承認，因為承認道歉後，會威脅到自尊（self-esteem threat）。

2.他們覺得道歉是羞恥感的門口：承認自己的錯誤，某種程度上一定會帶來罪咎、羞恥感（shame and guilty）、甚至會覺得自己很笨很糟糕，為了逃避這些毒性情緒（ toxic emotion），乾脆不去承認錯誤，因為這樣就不用承認自己很糟。

3.他們擔心道歉之後要負全責：或許刪除文章、黑名單別人，是一種讓人家感到不舒服的行為，但網友有的時候也會用激烈的言語，反諷的方式來刺激一開始做錯事情的人。一來一往的情況下，雙方可能都有一部分做錯了。可是，這些拒絕道歉的人可能認為，先道歉的人就輸了（整件事情又不是只有我有錯！是那些酸民也太過分了！），因為這意味著他們必須對整件事情負起全部的責任——儘管這可能只是他們自己的腦補和擔憂。

4.他們覺得道歉只是通往衝突的階梯（floodgates）：不道歉的人通常會擔心，當他承認自己的錯誤並道歉，對方可能會翻出更多的舊帳，引起更大的衝突；不過事實剛好相反，當事人越是拖延、越是態度傲慢、越是不承認，反而會被起底挖出更多過往的瘡疤——因為被冒犯者的情緒沒有被安撫到、沒有被尊重，會出現更多的攻擊行為。

5.他們覺得生氣或否認是安全的：對某些人來說，如果用逃避、疏離、生氣或防衛的方式來面對自己的錯誤，就不會感到悲傷難過與罪惡。不過他們只想對了一半，認錯就像是一道門，當你關起這道門，隔絕了自己的感受，你的確不會經歷悲傷和痛苦等罪惡的感覺，但同樣的，你也損失了其他人給予與你支持和陪伴的機會。越是防衛，心裡的恐懼就越難消解。

承認自己的錯誤，其實就是承認自己的脆弱，但是光是看見自己是脆弱的容易受傷的並且接受這個事實，就已經是很困難的開始，這也是為什麼很多時候，我們明明知道是鴨子嘴硬會有更糟糕的結果，但我們會因為害怕而不願意承認自己的錯。

圖引自楊又穎臉書

酸世代：從不認錯，到網路霸凌

文首舉的許多例子，都有一個共同的流程是：

因為不認錯或態度傲慢觸怒鄉民→

→因為防衛做出更多觸怒鄉民的行為（比如覺得沒什麼、或是刪除留言貼文等等）→

→鄉民號召或人肉搜索（例如召喚不同時空的人）→

→當事人止血道歉（貼出道歉文或奶頭照）→

→被質疑道歉不真誠、或是繼續被酸。

到了後來，一開始的問題焦點都被模糊了，只變成大家苦悶生活當中的笑話或是娛樂的方式。可是有的時候，這樣的方式也可能釀成悲劇，例如昨天的Cindy自殺事件。

「酸世代」的網路霸凌，搭載了匿名性與社群傳播的威力，可能有2個主要的特徵：「多數即正義」與「責難當娛樂」。部分的人覺得，站在人多的一方，認為自己的行為是正義的，或是在旁邊幫腔補刀，看戲惡搞，當作苦悶生活的一種解套 [8]。

香港城市大學應用社會科學系副教授黃成榮指出，這樣的行為等於是把自己的快樂建築在別人的痛苦上，甚至有些人把它當作「網路遊戲」的一種。但是，不論對方一開始有沒有做錯，我們永遠不知道這樣排山倒海的批評，會帶來什麼樣的後果。

「網路也好，真實世界也好⋯⋯人多的一方，往往霸佔著所謂的正義。」

「我要他們永遠記得，他們曾經用BBS殺死一個女孩子⋯⋯」——《BBS鄉民的正義》

三年前上映的電影給我們許多震撼，但三年以來我們並沒有從中學到教訓，在醜聞或重大事情爆發的時候，仍然持續用諷刺、酸文、起底的方式來滿足自己心中小小的快感。

當然，這並不代表他們犯的錯、黑名單、刪文等行為是該無條件原諒的，炎亞綸事件與Cindy自殺的起因及嚴重度也不同，只是當每次我們按下送出的同時，也可以想想：自己是真正希望對方道歉改變，還是被自己的情緒、好玩心態給控制了？

沒有人是懦弱的，但每個人的生命，都有脆弱的部份，有時候我們會被這些脆弱給控制、被情緒給淹沒。看見，並理解這些脆弱與情緒，並在每一次的批評之前，多想一點。因為連結我們彼此的本不該是仇恨，而是愛。

附錄：當霸凌來臨，該怎麼辦？

對於被霸凌者來說，壓死他們的最後一個稻草，是那些蜚語讓當事人產生了自我懷疑(self-doubting)。當自我價值與概念(self-concept)被動搖，當事人很容易被引領到一個思考是：如果我這麼糟，那麼我的人生還有什麼意義？

當死亡的選擇就橫在面前，其實很多時候不是一句「勇敢」、「別想太多」就可以撐過去的。那是一種，只有體驗過絕望與死亡威脅的人，才懂的無奈與沈痛。

既然我們知道，一切的關鍵在於自我概念與價值感的維繫，下面幾種方式，或許就可以當作面臨網路霸凌時的救急步驟：

1.關（Close）：關閉臉書和社群的帳號，減少自己在負面訊息裡面暴露的時間。因為越是閱讀、越是思考，越容易陷入反芻（rumination），進而變得憂鬱（depress）。

2.非（Not equal to）：或許你曾經做錯一些事情，也或許你的表現不是很好，更或許你的確受到一部分的人討厭，但這都只是部分的你、部分的行為，並非你的全部。試著告訴自己這些謾罵，並不等於你的自我價值。

3.伴（Accompany）：找身邊的好朋友陪伴，但請記得要找可以花時間，好好跟你一起哀傷的人，他們不會要你趕快好起來，只是陪在你身邊。因為這個時候你需要的不是解決方法，而是知道自己是值得被愛、值得被關懷的。一個好的陪伴關係，光是同在，就已經很足夠了。

4.說（Talk）:嘗試把內心的壓力和感覺說出來，如果實在沒有辦法用言語表達，也可以在紙上寫下來，以避免反覆思考，越想越糟。當你的壓力和感受能夠抒發、有人可以理解的時候，被在乎的感覺就會暖入心中。

5.心（Psychiatrist）:必要的時候可以尋求專業的協助，例如訴諸法律、或是找心理師聊聊，並減少獨處的時間。你的生命永遠比什麼都重要，或許暫時還沒有什麼方法，但姑且先接受這樣低落的自己，並讓人來幫助你。

註解

<1>我們常常會以為，一定是婉君或酸民的言語、靠北部落客的貼文「害死了」某個人，但自殺從來沒有單一原因 [9, 10]，會選擇走上這條路，一定有很多我們沒有辦法想像的傷痕，無法撐過去的痛苦，也不是一句「別想太多」就可以帶過的。如果你不曾有過類似經驗，身邊卻有想自殺的人，千萬不要忙著拉他出來，因為這時候最重要的不是幫他謾罵、要他想開、也不是解決問題替他想辦法，而是單純的「陪伴」，讓他知道再不好，也有人陪他一起不好，而不是急著要他趕快好。

<2>有人可能會問，親密伴侶跟偶像是否可以等同討論？事實上有些部分是相似的，例如我們看到電影或是偶像劇時，會投射到自己的身上，進而在空虛寂寞覺得冷的時候產生溫暖的感覺 [11, 12]，也有些研究指出偶像/名人崇拜與戀愛伴侶類似的地方是，都與個人的自我概念、情感與歸屬有關 [13, 14]。不論對方是偶像或伴侶，只要你在意的人冒犯了你的信任，更多混亂與難過生氣也會接連產生。

<3>相較於亞綸地震論，Cindy的霸凌與自尊更相關（謾罵到長相、模特兒事業等等核心價值），所以造成的結果也更嚴重，一般來說，女性更容易受到性騷擾和語言霸凌[15]。網路霸凌有很多特色（匿名性、難以完全刪除等等）[16]，其中最特別的是，網路霸凌加害者亦有可能成為網路霸凌受害者。而目前的網路風向，靠北部落客就有可能從加害者轉成受害者（2015/4/23已關版）。

參考資料

(本篇中文文獻取自華藝線上圖書館)

1. Hannon, P.A., et al., The soothing effects of forgiveness on victims’ and perpetrators’ blood pressure. Personal Relationships, 2012. 19(2): p. 279-289.
2. Bono, G., M.E. McCullough, and L.M. Root, Forgiveness, feeling connected to others, and well-being: two longitudinal studies. Pers Soc Psychol Bull, 2008. 34(2): p. 182-95.
3. Luchies, L.B., et al., The doormat effect: when forgiving erodes self-respect and self-concept clarity. J Pers Soc Psychol, 2010. 98(5): p. 734-49.
4. Lazare, A., Apology in medical practice: an emerging clinical skill. JAMA, 2006. 296(11): p. 1401-4.
5. 陳民虹, 劉金明, and 楊斯棓, 道歉：一位醫師的訪談研究. 澄清醫護管理雜誌, 2012. 8(4): p. 16-25.
6. Exline, J.J., L. Deshea, and V.T. Holeman, Is apology worth the risk? Predictors, outcomes, and ways to avoid regret. Journal of Social and Clinical Psychology, 2007. 26(4): p. 479-504.
7. Winch, G., 5 Reasons Why Some People Will Never Apologize, in Psychology Today2013.
8. 陳良瑋, 網路社群酸民文化分析之研究：以 BBS 為例, in 教育學系科技發展與傳播所2015, 國立臺南大學. p. 104.
9. 楊智平, 大學生自殺的認知原因分析. 昭通師範高等專科學校學報, 2005. 27(4): p. 71-74.
10. 陳彥伶, 自殺新聞停看聽－自殺是多重原因造成的. 自殺防治網通訊, 2010. 5(1): p. 5-5.
11. 葉瑋妮, 電影對失戀大學生之情緒療癒效用分析研究, in 臺灣大學圖書資訊學研究所學位論文2011, 臺灣大學. p. 1-198.
12. Hong, J. and Y. Sun, Warm It Up with Love: The Effect of Physical Coldness on Liking of Romance Movies. Journal of Consumer Research, 2012. 39(2): p. 293-306.
13. 王平, 刘电芝,苏州大学, 江苏,苏州,215123, 青少年偶像崇拜的心理探源. 苏州大学学报（哲学社会科学版）, 2010(2010年 05): p. 179-181.
14. 程灵等, 青少年偶像崇拜现象的心理学分析. 福建教育学院学报, 2001(2001年 01): p. 19-21.
15. Harris, S.; Petrie, G.;Willoughby, W. Bullying among 9th grades:An exploratory study. NASSP Bulletin (維吉尼亞州: National Association of Secondary School Principals). 2002, 86: 3–14
16. 吳明隆與簡妙如, 青少年網路霸凌行為探究. 中等教育, 2009. 60(3): p. 90-109.

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關於4/20花蓮外海的地震，還有很多更重要、值得關心的事啊！譬如從台北盆地的放大效應，探討台北還有多少建物不符合耐震標準？也沒有人討論已經斷了半年以上的海纜地震站，因為它是離震央很近的測站啊！少了一個站，我們也少了一次機會看看多一個海底測站對地震預警的幫助。而關於斷了線的海纜，也是幾天前就聊過的事，在此就不細談，我們就著重在目前多數關注焦點：地震的成因。

先簡單的提一下，地表的侵蝕作用可能會刺激地震發生這篇文章和土壤鬆軟導致地震發生兩件事是毫無關聯的，更不用說前者可以證實後者有可能，當你若知道地震發生的機制就會明白這當中的差異。而實際上還有很多迷思是大家沒注意到，譬如斷層、地震、板塊、地殼這些看似基本，卻只認識字而不知其內涵的東西。

關於地震成因，很少人知道來龍去脈

地震真正的成因，是還未完全明瞭的，如果知道的話，那我們等同於可以「預測地震」（勿斷章取義，還有下文）。至於地震發生的「機制」，卻早有科學家從野外觀察、實驗、論證等各種嚴謹的科學方法提出理論：彈性回跳理論，簡單來說就是岩石受力產生破裂會產生錯動，形成斷層，破裂過程中釋放出的彈性波，就是我們感受到的地震。彈性回跳理論是美國地質學者李德（Harry Fielding Reid）在研究1906年舊金山大地震時提出，此時科學家連板塊是什麼都還不知道（韋格納在書中整合大陸漂移說也是1911年的事了），板塊學說則是經過了數十年的發展修正的學說，從大陸漂移、海底擴張、地震分布三種獨立的觀測結果，加上不斷的修正一些小錯誤，而成為現在熟知且中學教科書也常見的理論，而此理論正好可以解釋大多數因岩石受力破裂而發生的地震。

關於彈性回跳理論解釋斷層錯動機制，以平移斷層為例

到底有什麼因素會與地震成因有關？

好，至於為什麼岩石會受力的「原因」，包括很多的「因素」，像是板塊運動、地表侵蝕、岩漿活動……它是有像A+B+C+D+E….這麼多的因素，但科學家僅能分開來探討分析關聯，而每一個因素扮演的角色和尺度都不同，而板塊運動的部分可以特別拿出來提，是因為它的作用的時間、空間、提供的作用力等尺度都是最大的，自然也成為「最主要的原因」。

用打電動來比喻，地震的能量累積就很像是電玩角色的仇恨值，一旦仇恨值滿了，就可以放大絕（地震），但多了一些因數要考量，譬如侵蝕可能會稍稍加速，當然也有一些是會加速特快的情況（譬如附近有發生某些大地震），所以大絕要放（地震發生）的確切時間就有可能受一堆參數影響~~所以接下來我們來談某些這次提到的「外在因素」。

那麼新聞上說水庫、侵蝕、頁岩氣會誘發地震是為什麼？

這個問題的解答十分複雜，但可以訴諸科學，只是很難很難講的容易，因為我有嘗試卻失敗了。但現在還是要把這件事拿出來說…就是「庫崙破壞定律」和Byerlee’s law，前者會利用下圖的方式來詮釋岩石受力的情況，我們把岩石受力行為畫成下圖裡的半圓（這張圖是非常、非常、非常簡化的示意，其實還要包括岩石在三軸受力的情況，請自己google一下Mohr Circle Failure，很多岩石或材料力學都會講的比我的細又精準）。簡單來說當那個半圓越大，也就是正向和剪向力（參考下圖的第二部分）都變大時，一旦碰到紅色那條包絡線，岩體就會破壞，同時依尺度不同會釋放不同規模的地震波，這是用工程上物理、數學的方式來說明「斷層的破壞」。而會讓那個半圓改變大小或位置的因素，包括了孔隙水壓（就是岩石或土壤裡的空隙塞滿水後還產生了壓力）、上方的荷重以及水平的力量；而包絡線的斜率代表了斷層強度，當強度越弱時就越接近水平，就會呈現很少有地震但穩定的在滑動的現象。包絡線和X軸的截距，則是岩體的內聚力，當岩石越強，包絡線也會上移，越弱則向下移動。

如果您看不懂以上那一段也無妨，簡單來說任何對於地震力學的參數研究，無論是侵蝕、水庫、頁岩等等，都要去推估該參數對於岩體破壞的影響。以台灣的case來看，最主要的受力都是長期的板塊作用力，這個力量是穩定不變的，會變的就是其它外在因素，像是侵蝕旺盛就會減少上覆岩體的重力，但前提是「長期」的作用力下才會讓它的效果顯著，也就是數百年甚至更久的尺度，不是今天你雨突然下大了之後它就馬上發生地震了。反而水庫突然的蓄水所增加的應力還比較大，但是！也不是說蓋水庫就會有地震，而是得考量到當地的岩石性質和有無既有的斷層，因此建壩前，要先作地質評估，而建壩後也需要不斷的監測其誘發地震的特性。

所以，到底是颱風、大雨、侵蝕「 引發」地震，還是板塊作用？

因此，寫這篇文章的用意，在於簡單的說明「數量級」和「尺度」上的問題，有時我們容易被簡化報導給誤導方向，以颱風與慢地震的研究來說，如果看一下真正的慢地震的定義，其實會發現它的釋放能量方式、地點與我們熟知地震發生的位置差很多，至於「慢地震會減少大地震發生機會」，又是另一個對科學研究的誤解，以劉啟清老師的研究來說，它的重點在說「因為發現了慢地震的現象，所以解答了我們原先對當地板塊運動與斷層之間能量累積計算差異的原因，所以讓我們對於當地發生大地震的疑慮減低。」對我來說這樣的誤解就有如之前常聽到的「常發生小地震，就不易發生大地震」的誤會，因為小地震和大地震的能量等級差很多，不是說小的地震多就一定不會發生大的地震，只是長期小地震也必須是加入計算。

關於隱沒作用地區的慢滑移(慢地震)易發生位置示意，為圖中綠色部分，而紅色則為多數脆性變形產生的地震好發處。圖片來自GNS Science 

地質時間的尺度很難想像，上百年累積的作用力在一瞬間全部釋放，本來對人類來說就是很難理解的事，但大自然就是要花很多時間、心力去相處的事。好在我們的科學前輩也已建立基礎，只是另外要提醒一件事：站在巨人肩膀上看世界時，你也得確認你站的是正牌的巨人肩膀。講白一點就是：要先有科學精神、要先懂得立論基礎！

本文同時發表於作者部落格地球故事書

延伸閱讀與參考文獻

• 關於彈性回跳理論的細節—數位典藏學習
• 關於應力與庫侖破壞（Coulomb Failure）包絡面的各種參數
• 台大研究團隊：地表的侵蝕作用可能會刺激地震發生
• 斷了線的地震訊號，斷了根的防災意識
• 關於慢地震
• 劉啟清老師的颱風與慢地震研究
• 關於水庫誘發地震與相關監測
• 實驗室裡的巍峨
• 關於地震機制的paper：Scholz, C. H. The Mechanics of Earthquakes and Faulting 439New York: Cambridge University Press, (1990).
• 關於彈性回跳理論的paper：Reid, H.F., The Mechanics of the Earthquake, The California Earthquake of April 18, 1906, Report of the State Investigation Commission, Vol.2, Carnegie Institution of Washington, Washington, D.C. 1910

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文/Kelly Lin

source：MATTHEW M. BRADLEY/U.S. NAVY

從口袋中掏出智慧型手機來滑Facebook，或是點開遊戲APP目不轉睛地盯著玩，在現今社會並不值得一提，而是抬頭就能看到的現象。但手上這台看來尋常的手機卻可能會在地震發生前的緊要關頭救你一命。

研究者證實智慧型手機裡GPS（全球定位系統）的數據，可能用以偵測地震的震動。這其實也賦予其發展為「地震預警系統」的潛力。任教於美國科羅拉多大學波德分校的地球物理學家 Kristine Larson 認為這樣的發想非常好，因為地震偵測器能隨身帶著走，這意味其可能在關鍵時刻發揮極大用途。

於地震發生前的寥寥數秒就可能決定你的生死。2011年日本發生規模9.0的311大地震也因超過千個遍佈全國的地震儀而及時挽救無數條性命。美國加州也有類似地震預警系統的研究，無奈卻苦於該系統安裝耗時長久及維修費用驚人。而此時不算太昂貴又便於攜帶的手機對易發生地震的發展中國家而言，就成為極具吸引力的不二人選。

早前關於群眾外包式地震預警系統的研究著重於手機內的加速規（不以GPS全球衛星導航系統追蹤，而用其推斷手機位置）。其實GPS地面偵測儀早被應用於偵測地震的發生，但新研究發現與GPS整合的消費型行動裝置可能有助於早前地震偵測系統的研究。而當越來越多的裝置與GPS衛星定位系統結合，隨之增加的數據也可能幫助提高地震預警系統的偵測敏感度。

為了更進一步了解智慧型手機及其他裝置與GPS整合後能否完全偵測地震發生，研究團隊便著手測試這些裝置的偵測敏感度。手機的定位系統自然是比不上極為精密敏感的科學儀器，因此科學家也接著進行手機GPS定位系統準確度的測量：像是把手機拿起來搖一搖，並把錯誤的位置紀錄拿來與科學儀器的紀錄相比較。他們也試著在握著手機不動的情形下，監測手機的定位狀況，並且發現手機有錯誤回報的可能。

其後這些科學家於Science Advances發表Crowdsourced earthquake early warning （群眾外包式地震預警系統）一文，其中肯定結合GPS全球定位系統的消費型行動裝置不但可用來偵測規模7.0及7.0以上的地震，也具有提供不在震央附近居民即時接收地震警報的可能。

緊接著研究團隊又以電腦模擬在舊金山灣東側海沃德斷層（Hayward fault)規模7.0的地震，並藉此估測靠近震央手機的訊號。在這個模擬系統中，若一支手機與鄰近的四支手機同步偵測到大於五公分的晃動，地震就會啟動手機的警報系統。另外為了去除模擬過程中的任何巧合，該系統設定僅於超過百支手機同步感到震動的情況下才會發布地震警報。假定該系統在少於5000人（相當於0.2%人口）的地區能於5秒、甚至是10秒內偵測到震波，那它就能趕在舊金山強震開始前於舊金山南部聖荷西市發布警報。而在這短短數秒之內便能為孩童爭取到躲進課桌椅底下或是火車立即停駛的黃金救命時間。

隨後研究團隊使用日本311大地震的真實數據來測試該系統。他們使用散佈日本各地462個GPS地面偵測站來大略估算使用智慧型手機做地震偵測的數據，卻發現縱然這些科學儀器測量出來的結果比手機精確許多，但它們也同時記錄下一些不良數據：這樣的情形可能造成假警報發生，而機率大約是兩百萬分之一。雖然科學的地震偵測系統可以更迅速地傳遞地震警報，但在沒有這些警報系統的地區，GPS整合智慧型手機的地震偵測系統在這時可就大大地派上用場。

任職於美國地質調查局加州門洛帕克辦事處的地震學家Benjamin Brooks認為當科技持續進展且更多裝置與GPS全球定位系統整合，這樣的地震偵測系統並不只適用於智慧型手機，也適用於各式各樣能連接網路的裝置，並且在未來將會發揮極大的用途。而使用智慧型手機地震偵測系統也有其難度，因為使用者會不停四處移動，但只要擁有足夠的數據，這個系統還是能提升地震預警的能力。

智慧型手機偵測地震系統仍有尚待改進之處。據美國加州史丹佛大學計算地震學家Jesse Lawrence表示，使用GPS容易耗盡手機電量而數據蒐集的時間可能會因此受到限制。此外可能也需要注意手機軟體在地震中會遇到的突發狀況，像是從桌上掉下來。也因此他認為該研究團隊做的電腦模擬並不適用於現實情況。但他對這項技術的未來發展仍樂觀以待，他認為這是項很好的研究，也為這個領域跨出了重要的第一步。

資料來源：

1. Smart phones could be used to detect earthquakes. ScienceNow [April 10, 2015]
2. Crowdsourced earthquake early warning. Science Advance [April 10, 2015] Doi:10.1126

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2015抗震盃競賽現場。圖／國研院提供

「2015抗震盃：地震工程模型製作國際競賽」昨天（9/20）落幕，高中、大專與研究生近百隊伍參賽，學生自製建築模型，置於振動平台，測試各種耐震設計。高中和大專組用木棒等簡單材料現場製作模型，主要訴求堅固，研究生組則進一步要求構思如何減震，每次「地震」有一分鐘多，震力一關比一關強，看誰能隨地震擺盪共舞到最後！

大專組和高中組在現場以橡皮筋、木棒、綿線和熱融膠築起膝蓋般高的模型，並依照樓層面積大小，加載至少10.795公斤的鐵塊。振幅逐漸加大，直到競賽規定的最大地震強度，或所有模型都崩塌為止。這些模型簡直在跳「音浪」（影片為高中組800 gal）：

研究生組不限定媒材，可自由設計減震裝置，因此模型樣貌最多變，但須在每層樓加上10公斤、總計40公斤的鐵塊。他們還有一道困難任務，模型若剛好通過1000 gal地震力、在1050 gal時倒下（倒塌、零件掉落、傾斜等都算），就能獲得最高分。「作堅固的東西不難，拿捏結構、讓它在一定震力的時候倒下最困難。」總裁判、國家地震研究中心研究員林沛暘說。

林沛暘提到，以前會放一杯水在模型上，震完後看杯裡還剩多少，以此判別模型的抗震力；今年則於入圍隊伍的模型頂樓安裝加速度計，量測頂樓所受的地震力加速度，加總數字越小，分數越高。模型旁邊還插了幾根生脆的義大利麵條，用以標誌位移界限，麵條斷裂就知道模型搖晃出界了。

模型置於5公尺x 5公尺的振動平台上，觀眾像競技場一樣圍坐四周。在地震力400 gal和800 gal關卡，只見各模型微微顫動，而後左右搖擺，再隨著振動幅度平緩而恢復靜止；到了950 gal開始有零件飛出，兩棟模型匡啷應聲倒塌；1200 gal時有模型鐵塊掉落，有的底盤幾乎掀起，左右「踏步」。每一關振動完畢，裁判會上前檢查、當場用推車搬走沒通過的組別。

研究生組影片（清單有800、950、1000、1200gal）：

台灣大學土木工程所學生陳培榮、樊鵬、陳正鴻、葉昶辰組成團隊，奪得研究生組首獎與創意獎，獲得共新台幣13萬的獎金！

團隊設計了「斜面滾動支承」，以多滾軸在斜面上的滾動機制，控制傳遞至上方結構的加速度，不管震波有多強，皆能有效減震一定幅度。在400、800、1000 gal時，模型頂樓的加速度計量測結果分別為296、682、725 gal，相較之下，其他隊伍模型的量測結果大多比平台產生的震力還高，在平台振動為800 gal時，頂樓處就衝上一兩千gal了。

模型並輔以「摩擦阻尼器裝置」消散地震能量，調節阻尼裝置的鬆緊度，便能控制建築的位移幅度。陳正鴻解釋，一般建築和抗震建築主要差別就在底盤結構，前者整棟固定在一起，地震時會如節拍器般劇烈甩動，越往頂樓越晃；抗震建築底盤的柔性設計則能吸附部分震力，並讓樓房整體較均勻地隨地震擺動。

台大團隊與模型合影。圖／劉珈均攝

「台大團隊模型的耐震性和舒適性都很好。」林沛暘擔任了十幾年抗震盃裁判，他解釋，比賽期待高中與大專生建造堅固的房屋，但研究生組則要發想如何隔震、兼顧舒適度。「像博物館、醫院或電廠就需要地震時還可以運作功能。」他說，建築不能一味要求「堅固」，若沒有防震設計，房子固然不易受損，但地震時屋內的人和東西會被摔地七葷八素。中央大學團隊的模型最穩固，直到1200 gal仍沒倒，卻也因此被扣分，「這個太over了，像個大鐵塊。」

振動平台平時給各界測試減震器、產品耐震度等，也能應地震研究需求「重播」各地地震，「時序和三軸向波形都能一致重現。」他也說，模型和真實房子的尺度差很多，受相同震力的反應無法相提並論。他舉例，921地震重災區的地震加速度約200~800 gal；前幾天（16日晚間）花蓮近海的地震讓台北很有感，但台北只有十幾gal，花蓮約40 gal。

抗震盃自2001起舉行，由國家實驗研究院和英國文化協會主辦，希望藉此推廣地震工程防災教育，參賽選手涵蓋英、美、日、香港、印尼、澳洲等國。今年高中、大專、研究生組共95支隊伍參賽，其中有30支外國隊伍，總參賽人數近470人。

註：得獎隊伍一至三名排序

研究生組：台灣大學、香港科技大學、馬來西亞英迪國際大學。圖／國研院提供

大專組：香港科技大學、明新科技大學、越南峴港大學。圖／國研院提供

高中組：永年高中、虎尾農工、台中高工。圖／國研院提供

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本文由第二期能源國家型科技計畫（NEP-II）能源政策之橋接及溝通小組贊助，泛科學策劃執行。

文：廖英凱（泛科學專欄作者）

Source: wikipedia

碳封存，解決氣候變遷的新藥方？

全球暖化與氣候變遷這項議題，對於當代人類來說，恐怕已經是個迫在眉睫的待解難題了。隨著當代環保意識興起、極端氣候頻率與受害者的增加，多數科學研究成果也指出，近一兩個世紀以來的氣候變遷，主因為人類的工業發展與環境開發。最具代表性的一項研究是聯合國政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC）2007年發表的第四份報告，報告中指出近150年來所觀察到的全球暖化，非常可能與人類排放的溫室氣體有關^[1]，為了生存環境的永續，當代各國政府與倡議團體，也都開始積極規劃與鼓吹有效減少大氣中的二氧化碳的方式。

如果盤點我們可用的減碳工具，國際能源總署（International Energy Agency, IEA）指出人類可使用的技術分別為提升能源使用效率；發電過程不排碳的再生能源與核能；以天然氣取代燃煤等的燃料轉換；以及能主動將已經製造出來的二氧化碳減少的碳捕捉與封存技術（Carbon capture and storage, CCS），也預估CCS在持續發展下可達到全球17%的減碳效果^[2]，IPCC在2014年11月所發表第五次評估報告也指出，若要解決氣候變遷問題，所有火力發電廠在2100年以前都應搭配CCS技術來降低排碳^[3]；同年12月，歐洲聯盟執行委員會（European Commission）也根據IPCC的報告建議歐盟各成員國應制定具有強制力的CCS的發展目標^[4]。

而在台灣，自1988年起能源局與工研院就開始進行了各項研究與評估計畫。2011年，由各公私立機關法人也成立了「CCS策略聯盟」^[5]來推動各項技術的發展。例如工研院綠能所在台泥花蓮和平水泥場，研發了新型鈣迴路捕獲二氧化碳技術，將二氧化碳固定於水泥之中^[6]；台電在大林電廠開發電廠微藻養殖實驗系統，利用藻類的光合作用作為碳捕捉的方式來減少火力電廠的排碳^[7]；中油預計利用苗栗永和山、台電利用彰濱工業區外海的地下鹽水層作為碳封存的場址。然而，近年來，開始備受部分媒體與倡議組織矚目而有諸多誤解與恐懼的，正是最後這一種將二氧化碳存放在地底岩層之中的二氧化碳地質封存技術了。

嶄新的技術還是古老的智慧？

對許多人來說，二氧化碳地質封存技術相當的不符合直觀，似乎如果有個地震或裂縫，氣體不就外洩了嗎？或是如果水往下流到岩層之中，不就把氣體給擠出來了嗎？這樣把氣體的二氧化碳，用固體的岩層給封存起來的技術，聽起來實在有點天方夜譚。但其實，大自然早就用了百萬年以上的時間，為我們證明氣體封存在地底下的可能性了。除了很多家家戶戶會用到的天然氣與近年來相當熱門的頁岩氣以外，世界上也有數百個存在百萬年以上的天然的二氧化碳氣層^[8]，有一些氣層的二氧化碳純度極高，甚至被開採出來作為化工原物料，以及碳酸汽水中的二氧化碳來源。

天然二氧化碳氣層分布圖 IPCC Special Report on Carbon dioxide Capture and Storage, 2005

而將二氧化碳注入到地層中，其實也已經應用多年了。在石油工程的領域，科學家們發現油氣層在開採之初，因為地底壓力較大，油氣可以直接噴出地表。但隨著開採而壓力降低，使得油氣的採集變得困難，因而陸續開發了注入水、蒸氣等開採技術。而近年來發現若將二氧化碳注入油氣層中，除了可以封存二氧化碳以外，二氧化碳在溶於原油中，可使原有的體積膨脹、密度與黏度下降、流動性變好更適宜開採，能有效提升油田的壽命與效率^[9]。

利用二氧化碳開採原油示意圖 Carbon Dioxide Enhanced Oil Recovery, U.S.D.O.E

除了天然二氧化碳氣礦、石油開採應用以外，世界上也有幾個已商業運轉的地質二氧化碳封存實例，例如挪威外海的Sleipner和Svohvit氣田，以及數個將在近兩年內完工的封存廠，例如加拿大的Quest、美國的Illinois Industrial CCS Project和澳洲的Gorgon^[10]都採用海域的鹽水層來達到二氧化碳封存效果。

二氧化碳如何安分於萬千大石之下？

目前發展中的地質碳封存方式，學理上大致可分為三種機制：

(1)封閉構造封存

封閉構造是利用如地層裡有緻密地層剛好彎曲如把碗倒置的「背斜」結構，類似許多傳統石油與天然氣礦藏的構造；或是利用已枯竭油氣田、以及用作加強油氣採收等。以我國的環境來說，苗栗永和山的背斜構造預計可儲存兩百五十萬噸的二氧化碳^[11]，同樣也位於苗栗的鐵砧山枯竭天然氣礦，目前也被用作天然氣南北調度的儲氣窖，也有機會作為封存二氧化碳的天然廠址。

(2)鹽水層封存

鹽水層封存則是利用在海域深約一公里以上，富含鹽水的地層，這樣的地層上方會有更厚密度也更紮實的阻滯層與蓋層避免氣體外洩^[12]。而鹽水層側向雖然開放而沒有像「背斜」構造那樣的封閉，但二氧化碳側向移棲10公里也需要數萬年左右的時間^[13]。若能妥善開發能封存二氧化碳數千年以上的岩層，也就能解決本世紀即將面對的氣候變遷難題了。

台灣目前正在評估中的可行地點，則有桃園觀音的桃科園區以及彰濱工業區，是有機會作為未來我國施行鹽水層二氧化碳封存的場域^[14]。

(3)溶解或礦化封存

在地質封存的過程中，除了將氣體保留在地層中，極少比例的二氧化碳在地層內也能溶於原油、水，或是跟鈣、鎂、鉀等離子反應而礦化成更安定的化合物，也可作為一種長久封存於地底下的方式^[15]。

地質二氧化碳封存的方式： 1. 枯竭油氣礦, 2.提高石油採收率, 3. 鹽水層封存, 4. 無法開採的深煤層, 5. 回收煤層天然氣 6. 其他可行方式(玄武岩、油頁岩、地層內空腔) IPCC Special Report on Carbon dioxide Capture and Storage, 2005

好處都你在說，那大家到底在怕什麼？

儘管碳封存這項技術在國內外已累積了相當的學理研究與商轉經驗，但對國內民眾來說，近年來接觸到的相關資訊似乎沒那麼令人安心。例如蘋果日報曾推出一系列報導，引述了幾位專家和環團意見，認為地震與斷層活動會造成二氧化碳外洩，而可能導致窒息、環境汙染與生態危機，並以西非喀麥隆的二氧化碳噴發災害為例，造成1700人窒息與「燒死」^[16][17][18]；在全國能源會議的討論，也有學者與政治人物對碳封存持有相當疑慮，認為台灣的地震狀況與海底火山的分布，並不利於碳封存的發展^[19]。

這些爭議與疑慮，大致上可以聚焦於四個面向來一一釐清：

1. 地震會讓碳封存外洩嗎？

在報導與許多議題討論的場合，許多人會擔心這種「用大地作為氣體容器」的方式，也會在地震發生時，讓容器破損，封存失效。然而，如果從台灣過去的油氣資源運用來看，我們陸地上天然氣的原始可採蘊藏量為543億立方公尺^[20]，經過過去五十多年來的開採，截至2014年，大約還有62.29億立方公尺的蘊藏量^[21]。這些天然氣礦經歷了百萬年來的地殼變動，承受了相當多次以千百年為約略周期的大地震但仍保有氣體蘊藏的能力，如九二一大地震也主要影響在地表的破壞變形而並未影響地下數千公尺的油氣構造，這代表我們仍可以利用地震帶內的地質封閉構造來達到碳封存的目的。

2. 碳封存會造成地震嗎？

2005年IPCC針對CCS的特別報告中就有提到碳封存可能會引發小規模地震。2012年我國知名地震學家中央地科馬國鳳教授的研究指出，地底裂縫里的高壓水體會誘發極微小的地震^[22]；同年，美國學者Zoback的研究也認為碳封存有很高的機會引發小規模地震而導致二氧化碳外洩^[23]。綜上所述，碳封存技術確實有可能引發小規模地震，這也取決於碳封存場址的選址條件與儲存強度。美國能源部的國家能源技術實驗室指出，目前尚未觀察到已商轉的碳封存廠址引發地震，但在碳封存廠址的選址、設計和運作上也需要特別關注以確保不會引發地震^[24]。在國內的部分，由中央、成大、中正大學針對國內碳封存場址的聯合團隊的研究成果亦表明台灣無論在地域構造或濱海鹽水層都極具二氧化碳封存潛能^[25]；中央地科系的團隊針對永和山的先導試驗模擬成果也認為，在該地點適當地灌注二氧化碳不致造成斷層重新活動^[26]。

3. 有什麼狀況會發生外洩，如果外洩了會發生什麼事？

雖然相關研究者多主張在在完整的地質調查、合宜的灌注作業前提下，可確保地質碳封存的安全可靠，但仍有可能在灌注時監測到調查期間未查明的地層破碎帶，或是灌注作業中，二氧化碳從灌注井口溢出。這時需除了仰賴持續監測作業，以確保灌注井一帶員工與居民的安全，也能即時採取封閉作業。而在彰濱工業區的鹽水層封存，更利用了台灣海峽下方的沉積岩地層，因台灣山脈的重壓而使地層在海峽一端傾斜揚升了一到五度，這讓封存後的二氧化碳會往海峽方向移棲更遠離人類活動地區，雖然增加操作成本，但安全性卻能提升。

4. 西非喀麥隆的殺人湖是怎麼一回事？

在提到碳封存的消息時，近年一個常被各媒體提到的災害，則是1986年時，位於西非喀麥隆的尼奧斯湖（Lake Nyos）瞬間噴發了大量的二氧化碳導致當地居民與牲口的大量死亡。1987年，Kling等人的調查結果指出，這個湖泊其實是一個酸性火山口，由於湖底平面深達208公尺且水流平靜，大量的二氧化碳自火山深處慢慢釋放到湖底，再加上湖底溫度較低壓力較高，對二氧化碳的溶解度較高，溶解了二氧化碳的湖水密度也較大，更不易對流擴散到湖面，最終使湖底自然封存大量的二氧化碳。又可能因山崩、洪水等未知原因，導致封存於湖底的二氧化碳因湖水大量擾動使溶解度銳減而大量溢出。估計釋放了至少9億立方公尺的二氧化碳，又聚集在尼奧斯湖所處於盆地內，最終造成1700人窒息而死^[27]。

用這樣的案例來與地質封存類比其實相當不洽當，地質封存是將二氧化碳存於岩層之中，且有上千公尺的緻密岩層作為蓋層。這些岩層並不會像湖水般會被大幅度的擾動而失去覆蓋效果，導致瞬間大規模噴發；選址時再特別考量前文提到的地層走向，更能讓二氧化碳在移棲外洩時，離人口居住地更遠。

雖然說，國內外已經也相當多以確保人類安全為目標的研究。但關於地質碳封存的生態影響卻鮮少被提及，以較相關的研究來說，有科學家將少量二氧化碳注射到近地表的土壤中，以模擬碳封存洩漏的影響。發現會造成微生物物種與生理的改變，且影響了多種土壤養分代謝^[28]。另一種研究方式則是以地底下有自然二氧化碳噴出的樣點，以研究長期存在二氧化碳的環境，發現這種環境下的菌種自然變得偏厭氧和偏酸，土壤的養分循環也與一般環境不同^[29]。然而，這些變因仍遠小於其他環境變因的影響（如季節），是否對生態有重大影響尚缺乏較具規模的量化研究。

回想一下我們所面臨的困境，在未來的幾十年內，人類恐怕還是很難脫離油氣資源的使用，然而氣候變遷又已然是個「現在」就要開始著手解決的難題。相較起再生能源與提升能源效率這些減碳的辦法，碳封存這樣的技術與概念的確不太直觀也令人陌生，而相應的環境開發與技術研發也仰賴相當門檻的資金與優秀人才投入。我們確實應該要更審慎地面對這項技術的研發與封存選址的安全考量。這需要仰賴開放的資訊揭露、嚴謹的環境評估，以及決策者、技術者和在地民眾的充分討論與審議。而非任由過多不洽當的類比與未了解事實全貌的論斷佔據了議題討論的空間。希望隨著資訊的釐清，我們的社會能開始負責地討論這「自己的排碳自己存」的重要減碳技術，而對地球環境的永續盡一份心力。

想了解更多？請洽 CCS知識網。

參考文獻：

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• ^[2] IEA. Technology Roadmap Carbon Capture and Storage, 2013.
• ^[3] IPCC. Climate Change 2014 Synthesis Report, 2014.
• ^[4] European_Commission. Support to the Review of Directive 2009/31/EC on the Geological Storage of Carbon Dioxide (Ccs Directive), 2014.
• ^[5] 推動碳補存技術資訊網. “CSS策略聯盟組織架構".  2015. 行政院環境保護署.
• ^[6] 雷漢欣. “巨無霸空氣清淨機－鈣迴路碳捕獲技術".  2014.  Pansci.
• ^[7] 陳曉薇, et al. “台電公司在微藻減碳技術的發展." 能源報導   (2012).
• ^[8] IPCC. IPCC Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage Underground Geological Storage 2005.
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• ^[13] 林殿順. “台灣二氧化碳地質封存潛能及安全性." 經濟前瞻   (2010).
• ^[14] 楊耿明, et al. “台灣中北部沿海地區co2封存技術及注儲先導試驗." 第二期能源國家型科技計畫   (2010).
• ^[15] Wilkinson, Mark, et al. “Co2–Mineral Reaction in a Natural Analogue for Co2 Storage—Implications for Modeling." Journal of Sedimentary Research 79 7 (2009): 486-94.
• ^[16] 連線報導. “台電中油硬幹 10萬噸CO2埋地底 恐誘發地震." 蘋果日報 2013.
• ^[17] 連線報導. “蘋果調查 民眾腳下封碳 搞黑箱." 蘋果日報 2013.
• ^[18] 張勵德, and 王玉樹. “瑞士曾做實驗 卻引發萬次地震." 蘋果日報 2013.
• ^[19] 1040127 全國能源會議全體大會 – 總結會議（三）環境低碳永續. 2014.
• ^[20] 蕭慕俊. “尋覓每一分可能——台灣的石油探勘工作." 能源報導   (2003).
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（本文內容以泛科知識節的同名主題短講修改後發表）

這標題好像很嗆，嗆到好像不把我們過往的自然老師擺在眼裡。但我想批判的不是針對老師，體制內的老師已經夠辛苦了，而我也不是要把大眾科學素養不足完全歸因於科教問題，而是把一個現在顯而易見的事實拿出來談：從社會上數不清的偽科學、核電爭論、食安議題……等社會性科學議題來看，我們的科學教育似乎沒有照著我們想像中的達到增進科學素養、理性對話的效果。或許把這些科教的病灶抓出來，再來看學校教育、科普傳播有沒有什麼著力點，才是我更深遠的期待。

關於地震的成因……

在今年(2015)的梅雨季來臨時，流傳著這麼一句話：「下雨，土鬆，地震會變多？」現在把這件事情挖出來講，並非在批判藝人有無基本的知識常識，我在意的並不是他知不知道，而是「為什麼他不知道」？在新聞出現前，許多網友都能明顯的看出地震與天氣並沒有什麼關聯性，甚至也還能糾正臉書po文中的錯誤。

圖片取自中央社報導

原本想由此為出發點來探討現今社會偽科學的錯誤部分，有沒有存在過去本來該習得的知識，卻沒有學好、學滿的問題，但在與另位泛科作者廖公英凱閒聊「地震成因」的話題時，卻發現了更令人意外的問題：

我：「大多數的地震活動與板塊運動有關，那麼板塊又是浮在什麼東西上面運動？」

廖：「就我的印象中，板塊下面的東西好像是液態的，類似岩漿吧……」

我：「我想你說的是軟流圈，但說它液態還差得遠，真正能算液態的是外地核……」

廖：「什麼！」（不可置信貌）

板塊構造運動示意，圖片來自維基公共領域，Jose F. Vigil. USGS

在評斷這個知識是否重要之前，不如先看看我們如何學習這些知識。地球科學的課程中，「地震與板塊運動」算是一個頗為重要的內容，畢竟我們身處地震頻繁的區域，了解腳下發生的事情，不僅僅是地球科學，也算是防災教育重要的一環，而學校課本在這些內容的著墨，看似佔了不少篇幅，卻仍有許多語焉不詳之處。板塊之所以能運動，有很大的因素與板塊下方的「軟流圈」有關，國中課本多半會告訴學生，接近地表的堅硬岩石圈可分為許多的板塊，而軟流圈（或是地函）中有觀察到熱對流，至於板塊的運動與熱對流的方向大體是一致的，至於「軟流圈到底是什麼？」除非是有心發問的學生，不然則會留至高中才分曉。

不過高中課本又怎麼說？多半會用「部分熔融」這個名詞來描述軟流圈的性質，部分熔融是怎麼回事？多半還是會提到一些證據，譬如「波速降低」來說明科學家推測這邊的物質具有可塑性，然而現實上教學現場的學子已根深蒂固的認為它和岩漿相去無幾，並未細思它的性質。就筆者學習經驗而言，多數也用背誦的方式記憶這件事，至於對軟流圈的性質疑惑、震波在這邊是為什麼會變慢……這些問題直到大學時期的老師以「尺度」的方式來比喻，才稍稍了解到，在短時間的尺度下，軟流圈的物質仍屬於固態，故地震波中的剪力波能順利穿透，但放大到數十萬百萬年的尺度下，它便是一個具有流動性的物質。以我們熟悉的東西來比喻，就有點像是黏土一般，不過這也僅止於觀測資料所得的「推論」。

一般高中教科書上常見地震波速、低速帶與軟流圈的關係示意

板塊運動和教育問題的關聯在哪？

問題不在於你我懂不懂板塊運動的內涵，而是「課本擺這些內容做什麼？」以及「課本概然有意圖要告訴我們這些知識，但為什麼我們最終仍然一知半解？」不敢說所有科學，但至少我對地球科學的教學上一直有個疑惑：為什麼很多事情要分這麼多段學習，美其名為「考量學生認知能力進展的編排」，但實際上國小的自然觀察國中未必記得，國中生心中浮現的問題卻得先用自己的方式理解，等到高中大學才得以解惑（說不定還無法解惑）。這不過只是其中一個例子，無論天體運行、岩石性質、天氣現象…我們把許多科學知識打散放在小學、國中、高中裡，卻一點都串不起來。

一件事情出現問題，我們可以去探討是「質」還是「量」出了問題，我們還是講地科好了，以量來說其實是非常悲觀的一件事，國中只有國三每週一堂課，全國的地科老師也是理化老師的十分之一不到（102年的統計資料）。不過抱怨這件事也不會有什麼幫助，況且這也不像是問題的根源，在此我們改從科教的「質」來發想切入。

我們回頭看看國中怎麼教板塊學說的？會從韋格納的大陸漂移說提起，但事實上他也不能算是第一個提出這個想法的人。再來我們還會從海底擴張說知道它有一些可以說明大陸漂移的證據，一直到板塊學說形成的過程中，學會理論是需要不斷被修正的。再接下來呢？我們幾乎就開始學板塊學說的各種機制和現象。

或許這個脈絡，感覺可以帶著孩子學會科學的精神。但是實際我們常在教科書那一章的最後面或是書商的投影片、參考書中看到這些整理結果：德國人韋格納在1912年提出大陸漂移說，內容是兩億多年前大陸是一塊盤古大陸，然後有這些證據。接著海斯在1960年……。不對啊！這東西怎麼會是科學呢？老師也想有脈絡性的教學生這些知識，但在有限的時間下總是無法實施，而坊間的「參考書」更是不科學啊！

考試領導教學的問題

感覺我們好像很「重視」考試，但是，我們有教過題目中經常看到的限制和原因嗎？沒有，我們的學生看到「常溫常壓」只會直覺反應寫一大氣壓，溫度300K，然後接著算體積、莫耳數，或者是把理想氣體方程式搬出來用。在地科以外的問題，像是理化著重計算的方式也會改變整個教學的策略和脈絡。就筆者的求學經驗而言，考試高分的重點不只是把科目內容熟悉，還得搭配上所謂的「作答技巧」，也就是遇到沒看過的內容還能極盡可能的「猜」中答案或是「湊」出答案。這還是好一點的情況，起碼作答還會推理分析，但離真正平常也能用的科學技能還差的遠啊……（更多題目的探討請參閱一點都不科學的科學教育）

有許多老師、研究者多少也意識到教育、科教的問題。也常嘗試去做，這些方式不外乎是外加許多新的媒材、科技來融入教學。但會運用翻轉教室、帶學生參加科普活動、做實驗，就能做到改變嗎？我一直覺得像教育的改變貴在教師的心態調整，而非形式上的改變，假若這些方式有設計出很好的議題脈絡，會有很好的效果，但若僅流於形式，僅僅是讓學生多做點事、老師多做很多的事而已。那麼心態該如何改變？

怎麼教/寫科學？

我沒有教學經驗，但我一樣希望能從測驗研究與科普寫作出發的觀點，分享個人對「教與寫科學」的看法。我對科學素養的詮釋是：能理解並運用「從觀察現象為出發點，提出個人的解釋，並透過合理的歸納提出支持自己論點的假說，而透過求證與驗證來證實。」的能力。若以此為出發點，除了一些基礎核心的知識外，重要的部分都不該是科學知識本身，而是讓孩子從小就形塑出求真求實的精神，這就是我的答案。

我們再舉一個更加普遍常見的實驗：「悶熄蠟燭後，水位上升的原因」來討論。（在知識節時使用這個例子的影片，源自於師大附中洪逸文老師在論證教學模組使用的教材。）針對這個實驗我們可以提出一個問題作為出發點：為什麼水位會上升？

若在教學現場，這是可以作為一個很好的開放題目，也可以作為探究實作的發想，像是激發討論、實驗設計探討皆是不錯的切入點，或許刺激學生探究以下各種可能性：熱脹冷縮、氧氧燒光、水氣凝結…等等。假如論點是氧氣燒盡使水位上升的話，就得解釋二氧化碳跑哪去、在水中的溶解程度，若論點是熱脹冷縮，就可能需要設計實驗探討，水氣凝結或許是一小部分原因，但量可能極少；在這個實驗討論到最終很有可能會得到一個結論：各種原因可能對水位上升都有貢獻，而透過分析或是實驗可能才會知道各自的影響。

從以上的歷程來看，學生多少都會經歷了觀察、聆聽、討論、尋找共識等不同的理性解決問的方式，比起科學知識或答案本身，至少我們可以說在未來的人生中一定會有機會用到這種技能。而這樣的技能是不分城鄉的，有人可能會說「離開了都會區，學生沒有學習動機。」就我看來這些孩子更需要這些技能，或許他們沒有興趣翻開課本、連用心想完一個選擇題都沒有動力，那為何要勉強他們？把重要的技能在他們有興趣的地方偷渡進去，總是比勉強的硬灌他們沒有學習動機的知識來的實際吧？在此提供這樣的論點，意不在強迫老師在教學上作修正，而是提出一個看法：在教導科學時，我們是否讓學生明白到，「科學的進展是一個不斷修正的過程」，而今天的科技發展，是來自過去慢慢建構起來的巨人肩膀，而我們是否又能以不斷客觀微調修正以求進步的方式，來看待我們的教育呢？

最後，再提出兩個簡單的思考方向：

1.學生畢業多年後，還能記得多少的「自然」或「科學」？

2.除了辨析偽科學，學生有沒有能力面對「社會性科學議題」(能源、食安、防災與開發等議題)？

從頭到尾，這個主題都是一個極為沉重、需要反思的議題，最後我們來用地球科學的角度來看一個問題好了：「臺灣的未來在哪裡？」

「成為『大陸』的一部分。」

哈哈，這真的是以地球科學而言來看，從前述的板塊學說來推測未來大陸漂移的方向，在30億年後全世界的陸塊又再度合體。提出這個極為跳tone的話題，無非是提醒自己與聽眾讀者，在面對教育時我們總是沉重批判，但今天我們若想改變的是科學教育，科學家的樂觀、創意、積極的思考，或許才是良方妙藥吧！

延伸閱讀：

• 特輯：科學教育，科學嗎？
• 網路科教館：1/5 疑惑-悶熄蠟燭實驗的探討
• 新石頭城：軟流圈是什麼？

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作者：
黃梓殷/國立臺灣大學地質科學系。
陳映年/國立臺灣大學海洋研究所。
龔源成/國立臺灣大學地質科學系。

身為臺灣人，焉能不知臺灣之美？「依山傍海」是很多人對自己故鄉的描述，也是本島地景最大特色。臺灣島有三分之二的面積被山地及丘陵所覆蓋，其中更有超過260 座3000 公尺以上的高峰，密度堪稱為世界之最。讚嘆美景之餘，大家不免好奇：這壯闊的山脈究竟是什麼樣的鬼斧神工造成的呢？我們今年8月在Science 所發表的研究，談的就是這個課題。

為了解開地下之謎，科學家利用各種物理特性對地球進行了體檢，例如：溫度、壓力、電磁波、重力等，以及地震波速度。藉由這些特性的交互參照，可以將地球由內而外分成固態的內地核、液態的外地核、地函和最外圍的地殼。其中依照岩石的強度，亦可將地殼及部分上部地函合併為岩石圈，漂浮在相對較軟、黏滯且速度稍低的軟流圈上。本文所要探討的造山問題，就是發生在複雜多變的岩石圈裡。

爭論不休的造山謎團

根據「板塊構造學說」，岩石圈由許多板塊所組成，而獨特的臺灣島正是座落於歐亞板塊和菲律賓海板塊的邊界上，二者正以每年近8 公分的速度快速聚合。臺灣島的生成始於6 百萬年前，菲律賓海板塊攜帶呂宋島弧向西北挺進，並撞上歐亞板塊東南緣。演化迄今，在臺灣東邊，菲律賓海板塊沿著琉球海溝向北隱沒至歐亞板塊下方；而在臺灣南邊，則反過來由歐亞板塊沿著馬尼拉海溝向東隱沒至菲律賓海板塊下方（圖一）。這兩個相反卻又糾結的隱沒系統延伸至臺灣，產生巨大的大地應力使得山脈以極快的速度抬升，同時也伴隨著非常頻繁的地震活動。不管從造山的速度、造山的劇烈程度、造山的複雜度以及非常短的造山時間來看，臺灣的造山謎團都足以吸引全球地質學者的目光。

圖一：臺灣板塊構造。

這懸宕數十年的造山謎團隨著各種實驗和觀測佐證，漸漸有了不同的假說：地質學家以力學及運動學為背景的推土機理論為主，配合模擬地表地形及褶皺、斷層型態建立了古典「薄皮理論」，而地球物理學家則由震波速度、重力、和電磁等研究建立了岩石圈碰撞說（又稱為「厚皮理論」，如圖二）。「薄皮」強調地下10 公里處存在向東微傾的滑脫面，地殼受擠壓後，滑脫面上方的物質像被推土機推動般被堆高，或刮起、或褶皺，或者產生大大小小的斷層。整體來說，造山作用只在滑脫面上方；而「厚皮」則認為沒有滑脫面，板塊擠壓產生的變形可以往上堆高形成山脈，並且向下延伸形成「山根」。近十年內隨著計算能力及觀測技術的提升，造山爭議也催生出更細緻的假說。然而這些造山故事雖然都有其根據，卻仍各說各話甚至互相駁斥。

圖二：薄皮理論與厚皮理論運動方式。（作者提供）

突破限制的噪訊法

地震波向來被視為全面檢視地下構造最便利也最有力的工具之一。使用震波研究地下構造的過程和醫學上的電腦斷層掃描非常類似。在本研究中，我們期望利用地震波裡的「表面波」來了解地殼的複雜構造。「表面波」（surface wave）──顧名思義是只在近地表傳遞的波，不同於在地球內部傳遞的P 波及S 波，它可以針對淺層構造提供更好的解析能力。令人遺憾的是：表面波通常只能透過較淺、較大、較遠的地震產生，也因此淺層速度構造在過去的研究結果中可稱得上是盲帶。

2003年，坎皮（Michel Campillo）和保羅（Anne Paul）率先使用新興的震波萃取技術「噪訊法」。理論上，計算兩測站長時間連續噪聲的交互相關函數（cross-correlation function），即可獲取兩站間以表面波為主的震波訊號，而這些噪聲的主要來源為海浪與海床、海岸相互作用產生的振動訊號。「噪訊法」──或可稱為「沒有地震的地震學」，除了免除傳統地震學受到震源的諸多限制外，還帶來了重要的優勢：測站越密，解析度越高。環海且測站密集的臺灣使用噪訊法再適合不過，臺灣的淺層地殼的面紗也終於得以摘下。

圖三：臺灣地形圖與GPS 觀測結果，本研究使用測站以紅色三角形示之（CP：西部平原、WF：西部麓山帶、HR：雪山山脈、CR：中央山脈、LV：花東縱谷、CoR：海岸山脈、EP：歐亞板塊、PSP：菲律賓海板塊）。（作者提供）

透過噪訊法的應用，我們分析全島八十多個測站的地震儀連續雜訊（圖三），包含了中研院地球所、氣象局，以及臺灣大地應力國際整合計畫的寬頻觀測網，從中萃取出上千筆表面波訊號，並於2012 年發佈了臺灣第一個完整的表面波速度模型（圖四）。研究結果顯示淺層的速度分佈和地表觀測到的地質構造非常一致：模型在山脈下方為高速，可反映出在造山過程中曾經被強大應力擠壓夯實後的高密度物質；模型在沿海和盆地區顯示為低速，反映出在地勢低處長久以來的沉積成果，這些沉積岩只受到上覆物質的重力作用，密度遠低於山區的變質岩。這項觀測大幅提升了我們對淺層構造的信心，但地下速度構造和地表地質證據的關聯性究竟向下延伸到多深呢？

圖四：臺灣地殼速度圖與非均向性。顏色代表震波波速，短黑線代表非均向性方向與大小。注意地下9~13 公里為上下層之過渡帶。（註：彩色速度與觀測的結論相同，此處僅展示2015 的研究結果。）（作者提供）

深層的速度模型告訴我們：深逾10 公里以下，山區速度反而變得比周圍慢了。這個答案顯然無法解答我們對造山的未知，因為它提供的意涵恰如造山機制長久存在的分歧一樣使人感到困惑。首先，地表構造的關聯性只延伸至地下10 公里，暗示了造山作用似乎如同「薄皮」所推論，侷限於淺層；然而，深處山脈的低速構造卻又和「厚皮」所強調的「山根」特性相仿。導致這困境的主要原因是──單純的三維震波模型無法告訴我們岩體如何變形，而造山過程中所引發的變形型態及其分佈的範圍卻正是釐清有關臺灣造山兩主要學派爭議的關鍵。為此，我們需要進一步了解震波速度的「非均向性」。

從「非均向性」解析變形方式

「非均向性」是指物質的物理特性（如：熱傳導係數、導電能力、熱膨脹係數，還有波速等）隨方向不同而有所差異。岩石受力產生變形後，地下各種尺度的結構，小至礦物晶體排列、大至斷層產生的不連續面，都有可能造成其彈性性質的非均向性，並反映於與其密切相關的震波速度。因此，震波速度的非均向性可以有效地幫助我們判斷岩體的變形方式及相對應的應力。非均向性包含兩項量化標準：快軸方向及非均向性大小，前者標示出受力後產生變形方式，而後者則暗示著岩石變形的程度。一般來說，地殼非均向性的控制因素相當複雜，產生的變化幅度也很大，快方向速度甚至可比平均速度高出20%。

我們在2015 年發表了第一個臺灣地殼三維非均向性模型（圖四黑色短線）。此模型涵蓋地表至地下50公里，由淺到深逐漸變化，然而，以地下9~13 公里層為過渡帶，上下兩層的快軸方向卻呈現近乎垂直的顯著差異：上層為東北- 西南向（平行山脈走向），下層則轉為西北- 東南向（平行板塊聚合方向）。此結果明白顯示出：臺灣淺層和深處的地殼變形方式並非一致！而造成此變形機制差異的因子為何呢？

我們可從三個方面來看：一、由地質證據中可看出淺層地殼中的構造（如斷層、褶皺軸）和規律性排列的岩理皆平行於臺灣的山脈走向，這些在擠壓應力系統下產生的構造，對淺部地殼平行山脈走向的非均向性貢獻良多。二、深層平行板塊聚合方向的非均向性由截然不同的機制所主導：在中央山脈下方，由於增高的溫度與壓力，使得岩石漸漸失去脆性特質，轉變為較軟且具黏塑特性，與此同時，中下層地殼礦物亦經過分離、再結晶與重新排列，產生了新的紋理，造成近乎垂直於淺層的快方向分佈。三、新的紋理方向揭露造山關鍵：上下層變形方式不同，但之間存在著連動關係。在上層受擠壓隆起形成山脈的同時，地殼下方則是到受歐亞板塊持續向東的隱沒作用牽引，夾在其間的中下部地殼消化了這兩者間的相對運動因而產生剪切變形（圖三），這就是新紋理的形成機制。

臺灣造山機制真相

綜合上面所說，透過地殼速度非均向性的研究，我們提出「耦合分層變形」造山模型。在此模型中，臺灣的造山行為影響深度超過30 公里，但上下層變形方式不同：上層反映順應擠壓產生的構造，下層則是反映下方隱沒板塊施加的剪切變形。

以造山的深度範疇而言，「耦合分層變形」近於薄皮理論，因為只有上層受到擠壓隆起，但其大於30 公里的變形深度卻又符合厚皮的精神。這個新發現彌補了過去因為難以掌握地殼變形而衍生而出的各家造山假說，也更合理地解釋了臺灣山脈抬升快速的原因，同時亦暗示著臺灣山脈還會繼續長高，且相較於造山剛開始時，生長情形將隨著耦合越來越緊密而加速。這項研究不僅對臺灣造山的爭議提供了有力的新證據，同時也為全球造山演化模型加入新的思考方向，是否全球的古老造山帶都曾經經過耦合分層變形的階段呢？相信科學家早已迫不及待在其他地方尋找證據了！

參考資料：
Chen, Y. N. et al., Characteristics of short period secondary microseisms (SPSM) in Taiwan: The influence of shallow ocean strait on SPSM, Geophysical Research Letters, Vol. 38(4), 2011.
Huang, T. Y. et al., Layered deformation in the Taiwan orogeny, Science, Vol. 349(6249):720-723, 2015.
Huang, T. Y.et al., Broad‐band Rayleigh wave tomography of Taiwan and its implications on gravity anomalies, Geophysical Research Letters, Vol. 39(5), 2012.

本文選自《科學月刊》2015年10月號

延伸閱讀：
實驗發現了五夸克粒子，真的嗎？
天上掉下來的粒子—從包利到希格斯

什麼？！你還不知道《科學月刊》，我們46歲囉！
入不惑之年還是可以當個科青

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我一直以為我來自一個沒有地震的國家，直到政府聲稱外國旅客在東南亞最高峰神山拍裸照觸怒神靈，2015年6月5日在沙巴發生了六級地震， 京那巴魯山上括有馬來西亞人、新加坡人、中國人、日本人和菲律賓人18人死亡，137名登山客受困，隨後全數救出。在來台灣之前，我們從未經歷過地震，在大三剛開學時，發生了九二一大地震。第二天打電話回家報平安時，我爸媽還完全在狀況外。記得當時我們全寢已入睡了，酷熱的夜晚突變間停了電，過了沒多久就發生劇烈搖晃。搖完後，我其實還想繼續睡，只是我室友全都跑到戶外去避難了，只好跟著出去。第二天早上到實驗室善後，看了電視才知道原來中部受創超嚴重。後來的統計顯示，九二一大地震造成2,415人死亡，29人失蹤，11,305人受傷，51,711間房屋全倒，53,768間房屋半倒。

我有幾位家在中部的同學就成了房屋全倒或半倒的受災戶。一位家住台北的同學，住的公寓成了危樓，後來一堆炒地炒房的都更都如火如荼讓台北好好拆了，他在永春的家迄今似乎仍處危樓狀態沒住人十幾年了，結果住戶還談不攏繼續白爛中。2011年，原本11月要去日本仙台東北大學開研討會，都已經要開始報名了，3月11日就發生了東北地方太平洋近海地震（東北地方太平洋沖地震／とうほくちほうたいへいようおきじしん），引起的大海嘯不僅造成上萬人死亡，還引發有史以來最嚴重的核災。研討會取消了，改到英國去辦。

地震引發嚴重的海嘯，日本那次還不是近年最嚴重的，2004年12月26日規模達到9.3的印度洋大地震發生時，我剛好從美國回馬來西亞度假，當天晚上我到新加坡搭機來台灣。回美國到了實驗室時，老闆超激動，因為我都沒有和他聯絡，他以為剛收了第一個研究生，就……那次的地震加海嘯，造成了超過29萬人喪命和失蹤！其他嚴重的大地震還有2008年中國汶川大地震、2010年海地大地震、尼泊爾今年4月的大地震等等。從人類有文明開始，地震就和文明糾纏，因為致命的，往往不是地震本身，而是毀損的建築物和道路橋樑等等。

英國地震學家穆森（Roger Musson）在《地震與文明的糾纏：從神話到科學，以及防震工程》（The Million Death Quake: The Science of Predicting Earth’s Deadliest Natural Disaster）中告訴我們，有些城市會處於斷層處，不是偶然，而是因為斷層處有泉水涌出，孕育了文明，但也毀滅了文明，不折不扣的雙面刃。而地震也非神的懲罰，因為18世紀里斯本大地震的許多死傷是發生在教堂，當時信徒正虔誠祈禱，不上教堂逛大街的人反而沒事。

穆森是英國地質調查局的首席地震學家及發言人，他常上西方各大媒體講解各大地震始末。他用從事了卅多年的經驗，寫成這本科普書《地震與文明的糾纏》，是非常適合台灣讀者閱讀的，因為台灣剛好就在地震帶上。《地震與文明的糾纏》也提到台灣，例如九二一大地震崩塌的台北東星大樓，還有聞名於世的台北101大樓的阻尼器。《地震與文明的糾纏》分兩部分，第一部分主要探討地球科學的知識，討論地震究竟是怎麼回事，地震的強弱怎麼測量，海嘯又是怎麼一回事。第二部分探討地震工程，利用能否預測地震，能夠爭取預警時間嗎，建築物要怎麼蓋才足夠安全等等。《地震與文明的糾纏》深入淺出地探討地震學的各層面，沒有太多艱澀的專有名詞和概念，沒有地球科學知識也能看懂。

很不幸的，我們的科學進展神速，可是預測地震的能力，這卅年來幾乎毫無進展。預測天才奈特．席佛（Nate Silver）在他的好書《精準預測：如何從巨量雜訊中，看出重要的訊息？》（The Signal and the Noise: Why So Many Predictions Fail—but Some Don’t）也有一章精彩的探討（請參見〈精準預測的訊號與雜訊〉）。《地震與文明的糾纏》更讓我們見識到有些科學家指稱能夠預測地震，但基本上能力和半仙差不多。人類也試圖為預測地震做了許多研究，包括利用動物行為，但迄今仍未來靠譜的方法。

不能預測地震，只好平日做好準備，建築物要能抗震。海地的7級大地震，死亡人數超過31萬，但一個月後智利的8.8級大地震，死亡人數一千多人。為何強度更大許多的大地震，死亡人數更少，就是因為海地極為貧窮，建築簡陋，但智利60年代發生過史上最大規模大地震，強度達9.5級，而智利經濟還算不錯，所以早有準備。311大地震發生的日本，若非建築和預警系統完備先進，死亡人數恐怕會輕易破十萬人。《地震與文明的糾纏》指出，其實有些我們以為不會發生地震的地方，只是可能性很小而已，不代表絕對不會，可是我們不可能無限加強建築物只為了防範很小的可能性，面對地震要有風險管理的概念，這是台灣社會必須好好面對的，尤其是在土地過度開發過後。《地震與文明的糾纏》是本值得全民閱讀的好書。

本文原刊於The Sky of Gene。

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盼了多年，今（2016）年終於盼到了地震地震速報(強震即時警報)簡訊的影子！雖然技術上我們早有地震預警(Earthquake Early Warning，指的是地震發生後提前預先警告)的能力，但這最後這一哩路我們走得真久……

在 5 月 12 日第一次發布時，各種狀況凸顯了通訊端仍然不穩定；而到 5 月 31 日北臺灣海域發生規模 7.2 地震時，仍有許多用戶沒有收到訊息。說起來系統要真正要到「好用」，這條路還沒走到明朗處。不過比起數年前只能大聲疾呼「我們並沒有做得比較差」，至少現在有機會能夠實踐。

至於為何拖了這麼久？系統問題在哪？雖然並非此文要討論的重點，但我們可以就目前已知的情報，簡單思考一些問題：

5月31日地震的簡訊，不知道為何有寫「總統提示」？圖／作者提供。

1.早期預警是利用較少的資訊、較短的時間解算地震波，準確程度一定不如之後的地震報告，若因誤差而造成防災策略錯誤，責任歸屬如何算？或是又該如何調整時效和準確度的平衡？

2.由 5 月 12 日的簡訊發布狀況可知，扣除重覆發送的狀況之外，還是有人應該收到卻沒收到簡訊、有人則是晚收到（和訊息倒數秒數）簡訊。要如何盡可能減少這樣的問題？

雖然不能因為上述問題而因噎廢食，但跨入了地震預警的新頁後，隨之而來的問題也會逐漸浮現。上面提到的問題偏向政策與技術，那面對於民眾而言，新的問題和挑戰是什麼呢？

「多那十秒有差嗎？」

「恐怕連跑出門都來不及吧？」

「上 FB 發文剛好？」

雖然這好像是些玩笑話，但不可諱言的，在「假如有 10 秒鐘讓我們因應即使到來的震波，我們該怎麼做？」的情境下，我們似乎很難給定一個 SOP，或者我們應該說真正要「可用」的 SOP，會非常複雜。舉個例子來說好了，當剩下 10 秒時，我們在浴室、辦公室、臥室、廚房等不同場所會有不同的反應，最好的臨機應變，應該是「因地制宜」。或許這句話聽起來就像句廢話，但這就像任何無法預料的災難突然降臨時，我們該做的事。

遇到預料之外的災難時，人的心理狀態和身體反應

包括我自己，很多過往撰文論述地震預警的成效時，經常提及捷運、火車、高鐵、醫院、工廠等場所，可利用自動化的方式，在收到預警的當下作出處置，像是列車減速、手術與工廠作業暫停等。然而對於大眾因應預警的策略，除了一些老生常談的概念，也少有更多的著墨。

防災必須考量人性，而人性當然就必須從心理的角度切入。John Leach 在 2004 年的一篇研究指出，針對許多災難案例分析，發現人們在遇到突發災難的當下會有幾種不同的反應，根據他的個案分析結果可以將這些反應分成三類：

1.不知所措的恐慌，伴隨如尖叫、亂逃等適得其反的行為。約佔 10~15%。

2.恐懼災害但沒有即刻辦法執行任何動作。與上述恐慌的不同點在於還具有行動力，但仍處於正在了解情況、思考解決的方式等狀態下。約佔75%上下。

3.仍然保持冷靜、並有辦法即時做下一步的處理。約佔 10~15%。

也就是遇到災難時，除了會有戰或逃（fight or flight）兩種一般認為的策略，還有「凍結」（freeze）的行為，而這種情況通常都是在思考「我該怎麼做」。假如是較簡單的狀況（可能只有一條路可逃、可能只想到一個處理方法）時，大約花上 1~2 秒鐘思考，而如果是情況較為複雜，需要花更多時間了解狀況並思考可能策略，就要花上 8~10 秒的時間。

收到地震預警時和沒收到的差異

所以我們如果把地震的情境套用在上述分類的話，當大地震發生時，除了本來就冷靜又加上有良好防震習慣的少數人之外，我們幾乎沒什麼時間可以逃生。但假如有收到預警的簡訊，多了 5~10 秒呢？如果多數的人在遇到地震時，就像上述 Leach 文章中指出的處於「凍結」狀態，那麼多出的時間，就可能幫助他多些時間可以反應。也就是說，地震預警最大的功能是在於提升這種臨災時的心理應對，若是真實遇上，理論上有時間準備一定優於毫無準備。

以日本為例，可能大家看到的都是 311 震後的實際成效，然而這也是由於 2007 年開始有緊急地震速報後，經過多年的改進、防災宣導、產業應用等措施而達到的成績。雖然還是有無法挽回的性命損失，但仍有許多人因此躲過災害，當然也減少了災後的混亂、恐慌的情況。

在反觀臺灣地震預警之前，我們先看看臺灣和日本面臨的地震威脅差異，再來討論該怎麼做才好。

地震預警技術簡介。圖／作者提供。

地震預警該搭配的防災思維

因為臺灣的地構造和日本還是有差異，主要都會區離多數的孕震帶都非常近，很容易出現地震預警的「盲區」，所以在相同的技術架構下，我們不若日本常有 20 秒上的預警時間，能有十幾秒就很了不起了！也就是說我們面臨的挑戰不再是時間能否再縮短，而是「時間就這麼短，該做什麼才最有效？」

2016 年 5 月 31 日地震過後，新北市立三重高中學生疏散情形。圖／三重高中教師徐承義。

一樣我們再回想上述遇到災害時，人們會發生「凍結」不動的狀態，以此為出發點，所謂的防災演練、預防措施就能在此發揮功效，甚至配合如學校、百貨、捷運的廣播系統與疏散方式，都是幫助人們盡早找到應對逃生的策略。先不管學校防震演練規畫的方式好不好，這都是一件很嚴謹且重要的事，如果策略能讓我們處於「凍結」狀態的時間從 8~10 秒縮減成 1~2 秒，那麼地震預警在此就可以真正發揮效用。

有些時候的防災做為，是可以多重應用的，像是最基本的，我們本來就該了解公共空間的火災逃生動線。在主要的地震波過後或是時間夠充裕時，就能利用動線逃生，如果僅僅數秒無法逃出，反而就需要注意門窗或掉落物的位置。最近這起地震發生時筆者正在辦公室，第一時間反應的也是頭上的輕鋼架天花板，故簡訊響起後（此時也正好感受到 P 波振動）我也準備好要到桌下預備。

當然如果沒有桌子呢？總是有隨身的包包吧？或是最臨近的柱子、矮家具，甚至你的雙臂（手傷總比頭破好吧？），若能平時就將這樣的反應「輸入」腦袋，自然我們就會有多餘的時間「求生」，同樣的無論是政府或與公共相關的產業設施，也該正視臺灣面臨地震的問題，不是只有樓倒了才叫災害，樓倒屋塌最大原因還是老舊和設計問題，屬於長期的規畫，而臨震的應變，卻是一種需要先深植心中的策略。

真正該全面啟動的防災思維

以往我們很習慣的去依賴政府，而政府也常會去回應人民的需求，無論是災後重建，或是預防措施，皆挹注了大量的資源在其中，但在最後那段「深植心中」的宣導規畫，卻沒有足夠的傳播，這點不光政府，任何的媒體，乃至筆者做的都還遠遠不及？以下是一篇八八風災後針對災區居民防災觀念的調查報告：

居民在88風災災後的觀點整理節錄。摘自陳永森(2014)，極端氣候影響下潛在災害區居民環境識覺、調適行為之研究－以八八水災後屏東縣林邊鄉與佳冬鄉為例。

可以看出，民眾的防災意識雖提升，知道未來仍會有災害，但民眾與政府都期待著「建設」對防災的幫助，而非主動的去學習防災作為，同樣的，多數的政策執行雖然同樣包括建設和防災宣導，但宣導的成效顯然遠遠不及興建設施。故對此筆者的看法是：我們就是講到爛掉，也非得想盡辦法去做，無論從網路、媒體、學校都得花費更多的心力投注。多說、多做、從小教、學到老…總是要殺出一條生路，求自己的生，也救別人的命。

本文同時發表於作者部落格地球故事書。

參考文獻與延伸閱讀

• Leach, J. (2004).Why People ‘Freeze’ in an Emergency: Temporal and Cognitive Constraints on Survival Responses. Aviation, Space, and Environmental Medicine, 75, 539~542
• 陳永森(2014)，極端氣候影響下潛在災害區居民環境識覺、調適行為之研究－以八八水災後屏東縣林邊鄉與佳冬鄉為例。環境與世界，第二十八至二十九期，25~53頁：國立高雄師範大學地理學系。
• 蔡宗翰，地震來襲躲桌底，誰說一定有桌子？
• 林希陶，面對重大災難，如何心理自救？
• PanSci地震特輯：以震為鏡

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文／郭力維｜國立中央大學地球科學系

「地震！！！」這句話可能是「不知道」以外，最常在台灣說（聽）的一句話。這顯示台灣的地震相當頻繁（廢話） 外，對地震的認識有其必要性與急迫性（屁話）。

目前，於地震發生之後，地球物理與地震學家藉由演算測站所接收到的震波，可以迅速地獲得地震的相關資訊。但是對於地震時所發生的（物理化學）作用，以及伴隨的產物，我們卻仍一無所知。其原因在於，地震多發生在深處（5～20 公里），而同震 （快速滑移）產生之作用（以瞬間高溫、高壓與伴隨之熱液所驅動之物理或化學作用；不平衡作用）與伴隨的產物，在抬升的過程，會因風化與換質作用（平衡作用）而被抹滅掉。因此，要辨識同震作用的產物極具難度，也讓目前已辨識的同震產物（指示地震之證據）——地震化石，更顯珍貴。

以色列有個出產石灰岩的採石場，恰好位於走滑斷層上，而其斷層滑動（摩擦）面聳立於地表上數公尺。特別的是，此斷層表面光滑無比，儼然像一面鏡子（斷層鏡子）。Siman-Tov 等人觀察了此滑動面的表面構造，發現：(1) 表面粗糙度大約 20 奈米，遠低於不可反射可見光波長的粗糙度 （100 奈米）；(2) 此光滑表面是由奈米等級的方解石顆粒所構成。

藉由 (1) 微構造的觀察；(2) 現有（模擬斷層滑移的）岩石力學的結果；與 (3) 工業的加工拋模打光過程，作者推測可能是斷層在石灰岩上快速滑移，使方解石於雙晶（或解理）中產生機械破壞，進而產生奈米顆粒，並形成奈米顆粒薄層（斷層鏡子），但此觀察結果對於將斷層鏡子當成快速滑移的辨識物（地震化石）仍存疑慮。

源自義大利阿爾卑斯山南段 Foiana Line 碳酸岩之斷層鏡子（斷層作用造成之極光滑表面）。圖／星期五的地質。

這疑慮在兩年後便獲得了解答。作者使用 (1) 三種石灰岩；(2) 等速滑動（0.001～0.63 公尺/秒）；與 (3) 變速滑動（快速變慢速或相反）等條件，進行岩石力學實驗，試著觀察斷層鏡子的生成與破壞過程。作者發現只有在快速滑移的條件（大於 0.07 公尺/秒）才會形成鏡面，而且鏡面的微構造與以色列走滑斷層的斷層鏡面相似。反之，慢速滑移在摩擦面上，以磨蝕作用（wear erosion）為主，並產生粉末與裂隙，而無奈米顆粒薄層覆蓋其上。

另外，藉由使用熱電耦偵測訊號，作者估計滑動面上快速滑動時，可能溫度最高達 310℃，並以此說明，由機械破壞作用產生的奈米顆粒，會因熱壓焊結作用（hot pressing sintering）而膠結在一起，變成實驗所觀察到的鏡面。至此，作者提出在淺處形成的石灰岩質斷層鏡子，可以被視為是地震化石（快速滑移的證據）。

因此，如果在野外看到斷層鏡子，先別急著整理儀容，想想，它在提醒你這裡曾有（大）地震發生。

主題資料來源：

• Siman-Tov et al. (2013) Nanograins form carbonate fault mirrors. Geology, 41, 703-706.
  Siman-Tov et al. (2015) Fault mirrors along carbonate faults:Formation and destruction during shear experiments, EPSL, 430, 367-376.

本文轉載自「星期五的地質– Friday Geology」，由中華民國地質學會授權轉載。

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文／曾泰琳｜台灣大學地質科學系

頁岩氣開採技術示意圖。

隨著國際油價的上漲，人們不斷努力尋找石油替代能源或是精進探採技術以提高產能，終於在 1990 年末於北美地區成功開採頁岩油氣並開始量產。開採過程中的關鍵步驟之一是將加壓液體灌入地底，使緊實的頁岩層產生微小裂縫，再通過這些相連通的孔隙將底下的油氣沖洗（flush）到地面上蒐集，這種高端的技術稱為水力壓裂法（hydraulic fracturing），此原理也常被應用在地熱能源的開發以加強地熱流通量。雖然水力壓裂技術已存在數十年，也一直有所改進，近期學者們卻開始對這種破壞岩石的開採方式表示關切，因為在這些生產區已出現一些「不尋常」的地震活動。

美國中部地區的統計結果顯示地震在近幾年有明顯暴增的跡象（下圖）。規模大於等於三的地震數量由 1973–2008 年間平均每年24 個增加到 2009–2014 間的 193 個，而現在單是 2014 年就有 688 個地震發生。地震發生頻率增加的地方並不是隨機的，而是在特定的區域，許多是油氣開採作業區附近，有的則鄰近回收水灌注井（wastewater-injection well），因此懷疑地震是人類活動引起而非自然發生。雖然被懷疑為觸發的地震其最大規模都在 4.5 至 5.5 之間，在台灣只能算是中型有感，但在平常沒什麼地震活動的美國中部就顯得相當突兀，也有一些災情傳出。要分辨人為與天然地震並不容易，需要好的佐證資料，提升對小地震的偵測能力。

這幾年來陸續有學者針對油氣開採區做詳細的地震觀測，想要藉此了解注水與地震的關係及特性。以美國 Ohio 的 Township 為例，2014 年的地震群在其發生的空間與時間皆可跟水力壓裂工地的施作對應上，於是可以認定地震是被誘發的，而觀測到的地震規模普遍都在芮氏規模三以下。

最近 2015 年 1 月 23 日在加拿大 Alberta 的 Crooked Lake 則發生了一起芮氏規模 4.4（地震矩規模 3.8）的有感地震。加拿大學者試著監控井壓及地震活動的變化，將地震以雙叉分法（double-difference）精確定位，結果證實 2011~2013 年的群震活動在附近數公里外之作業井施行灌注的時間相符，兩者時間序列的交互相關高達 99%，井壓大約 60 MPa。隨後該區又在 2015 年 6 月 13 日發生一起同樣規模的地震，顯然類似的活動可以不斷發生。

從斷層面解來看，這類地震都比較像是屬於剪切錯動型態的地震，並沒有很強的體積變化或非力偶分量。地震規模及數量則可進一步推求 b 值（即大地震與小地震的數量比關係），這些地震的 b 值估算約為 0.8–0.9，與水力壓裂產生裂隙所直接造成的地震（b 值 ~2）不同，因此一般相信這些地震可能是原已存在的老斷層被觸發而引起錯動。

到底水力壓裂如何影響地震的發生呢？斷層錯動需要達到一定的有效應力人為的影響（無論注水或抽水）都可能造成應力與孔隙壓力的變化，當剪切力上升、正向力下降、以及孔隙壓力增加之時較容易達到斷層破裂（或錯動）條件而引發地震。一般來說地震誘發可以是發生地本身的應力受到擾動，也可能是距離較遠的觸發，兩種狀況都被發現過。誘發地震發生時會釋放原本累積在斷層上的大地應力（tectonic stress），跟天然地震其實沒什麼不同。

那麼這種被誘發的地震規模能到多大呢？這個問題目前尚未有定論，原本 2015 年初所發生的 Alberta 地震被認為是加拿大觸發型地震中規模最大的一個，沒想到 2015 年 8 月時又出現一個更大的類似地震在加拿大 British Columbia，規模為 4.5，而 2011 年美國 Oklahoma 中部所發生的規模 5.7 地震也被懷疑與注水有關。由於這種利用注水壓裂岩石的方法在開採工程上已經變得相當普遍，站在地震危害的角度來說，未來應要持續評估它對環境所可能產生的影響，謹慎看待。

資料來源：

• Ellsworth (2013) Injection-Induced Earthquakes. Science, 341, doi:10.1126/science.1225942.
• Rubinstein and Mahani (2015) Myths and Facts on Wastewater Injection, Hydraulic Fracturing, Enhanced Oil Recovery, and Induced Seismicity. Seismol. Res. Lett., 86, 1060-1067, doi:10.1785/0220150067.
• Schultz et al. (2015) Hydraulic Fracturing and the Crooked Lake Sequences: Insights Gleaned from Regional Seismic Networks. Geophys. Res. Lett., 42, 2750-2758, 10.1002/2015GL063455.
• Skoumal et al. (2015) Earthquakes Induced by Hydraulic Fracturing in Poland Township, Ohio. Bull. Seismol. Soc. Am., 105, 189-197, doi:10.1785/0120140168.

本文轉載自「星期五的地質– Friday Geology」，由中華民國地質學會授權轉載。

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