改變台灣的100秒 躍進-921地震20周年系列報導

採訪/撰稿 陳佳利
攝影/剪輯 張光宗

短短100秒的搖晃,九二一地震在台灣地表造成長達105公里的破裂面,這場近百年來台灣陸地上規模最大的地震,促成科學研究的躍進。災難帶來傷害,同時也是進步的起點。二十年後,台灣人面對地震的能力,有哪些提升?

俗話說,凡走過必留下痕跡,震後二十年,有些地方還能親眼看見車籠埔斷層。它經過大甲溪河床,在埤豐橋附近抬升9.8公尺,造成石岡壩損毀。損毀的壩體成為民眾理解地震威力的著名景點。

車籠埔斷層是一條逆衝斷層,沿著山麓與平原的交界,主要呈現南北走向。在台中市東勢區,當地人稱為公老坪的隆起地形,有著兩百多公尺的落差,記錄著車籠埔斷層數萬年來的活動。

如果想離車籠埔斷層再近一點,就必須前往位在南投縣竹山鎮的車籠埔斷層保存園區,這裡保留了台灣大學地質系教授陳文山,當年主持古地震研究時,所挖掘的、珍貴的車籠埔斷層剝片,曲折的紋理,書寫著五千年的地質故事。

陳文山教授主持的古地震研究。畫面提供 中央地質調查所
研究車籠埔斷層保留的竹山槽溝。


九二一地震時,斷層沿線的建物受到劇烈破壞,想理解地震風險,就必須找出活動斷層。研究人員通常使用震測、鑽探等多種方式綜合研判,在搬出這些工具前,田野調查是整個斷層研究的第一步。每次的錯動,都會在斷層結構面上留下痕跡,這些線條所代表的意義,要靠地質專家來解讀。經濟部中央地質調查所技正劉彥求表示,斷層研究是國土發展的基礎,重大的公共建設如果規劃在斷層經過的地方,可以想辦法避離,或在設計階段增加結構的耐震能力。

三義斷層。

十萬年之內活動過的,就屬於活動斷層,九二一地震後,斷層調查有了更好的精確度,2012年,經濟部中央地質調查所公布全台三十三條活動斷層。構造與地震地質組科長盧詩丁表示,這是九二一之後十年的成果,斷層圖資的比例尺提升到1/25000,是世界先進國家的水準。

九二一地震,讓專家學者更加重視地質法,法案通過後,活動斷層地質敏感區緊跟著公告,研究人員努力的成果,終於有了另一層意義。經濟部中央地質調查所構造與地震地質組科長盧詩丁表示,現在民眾只要上網,就能查詢自己的住家是否在斷層帶上。長期參與推動地質法的教授陳文山,認為目前只有公開資訊缺乏強制性,強度還不夠。

光知道斷層在哪裡還不夠,中央地質調查所在全台灣設置了連續追蹤站,二十四小時紀錄斷層周圍的變化。另外還有一種移動式追蹤站。布設了一千多個點位,只要將儀器擺在點位上方,接收衛星訊號就能獲得座標。從每年所累積的地殼變動資料,可以知道台灣以每年6到8公分的聚合速度,持續變形。

彙整資訊,研究人員整理出每條活動斷層在未來三十年、五十年、一百年的活動機率。經濟部中央地質調查所構造與地震地質組科長陳建良表示,從這張圖可以看出,東部和西部的斷層活動機率比較高,例如米崙斷層,未來五十年活動機率達到45%,就是風險比較高的地區。

移動式追蹤站。

這三十三條活動斷層的基礎資訊較為充足,但台灣還有許多未知的斷層。另外,地震無法預測,一旦大規模地震發生,一、兩分鐘內就會造成重大傷亡,為了爭取黃金應變時間,九二一之後,台灣也發展出預警系統,在地震發生後的數十秒內,發出警報。

地震波分為傳遞速度較快,上下震動的P波與左右震動、破壞力較強,但傳遞速度較慢的S波,中央氣象局的區域型預警系統,就是利用這兩種地震波的時間差,協助民眾爭取保命的黃金時間。一旦地震發生,民眾的手機可以收到強震即時警報。距離震央越遠,可以有越長的應變時間,但震央五十公里以內,是盲區。

台灣大學吳逸民教授,從2008年開始研發「現地型預警系統(P-alart)」,讓盲區也能獲得警報。小小的感應器,裝置在建築物一樓,因為密度高,在地震發生後的短短幾分鐘,從各站的震度資料,還可以知道斷層往哪邊破裂,在科學上是一大突破。

十年來,在科技部支持下,台灣各地的學校裝置了七百套 P-alart系統,希望小朋友因此具備防災概念。P-alart系統也因為價格實惠,建置成本只有一般地震儀的十分之一,這幾年已經推廣到韓國、中國、越南、印度、印尼、尼泊爾、紐西蘭、菲律賓等國家。

現地型預警系統(P-alart)。

現地型與區域型預警系統各有優點,如果結合起來呢?國家地震工程研究中心與民間企業合作,正在發展一套複合式預警系統,接獲警報後,趕快躲到防震桌下,由電腦控制瓦斯、大門、逃生指示燈等智慧逃生系統,大震來襲時,讓人們多一些存活的機會。

國家地震工程研究中心與民間企業合作發展複合式預警系統。

一旦地震發生,政府需要在短時間內知道可能發生的災情,才能妥善分配救援資源,這項分析能力,九二一之後也有高度進展。國家地震工程研究中心發展的早期損失評估系統,在收到中央氣象局的地震資料後,能在數分鐘之內,分析出這個地震可能引致多大的災損,協助救災與資源調派。

這套系統也能應用在更長遠的防災規劃上,國震中心與災害防救中心合作,在行政院災害防救會報上,針對六都進行災損推估,以台北市為例,假想山腳斷層南段破裂將引發的災情,研擬因應對策。國家地震工程研究中心震災模擬組葉錦勳博士表示,如果發生震度六級以上的地震,台北市建築物全倒大約四千到五千棟,全半倒(包含嚴重損壞)可能會超過一到兩萬棟,傷亡人數大概四千到一萬人。大部分傷亡都是建物損壞造成,希望老舊的建築物盡快做耐震評估跟補強。

從斷層調查,預警系統到災損評估,九二一地震不但增加了台灣面對地震的能力,也是國際地震研究的重要案例。根據中央氣象局的觀測,台灣每年平均發生18500次地震,九二一地震是近年來代價極為慘痛的提醒,地震是台灣人生活的一部分,清楚知道要面對什麼,才有辦法冷靜因應下一次大震。

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