土耳其連續強震解析:地震機率不易預估,做好防災才是正解
2023年2月6日,土耳其東南部發生了兩次大地震,分別是在當地的清晨4點17分(規模7.8)和下午1點24分(規模7.5),最大震度達MMI震度階九級(相當於中央氣象局震度六強),強震與脆弱的建物造成嚴重災情。這兩次地震發生在東安納托利亞斷層帶上,此斷層系統過去雖然曾有規模6至7的地震紀錄,但並不頻繁。
土耳其內政部災害與應變管理署(AFAD)也指出,這個斷層系統「相對安靜」,很久沒有地震了。進一步從此斷層帶的地震潛勢來看,三十年內發生大於規模7.5的地震機率約為8%,大於規模7.8的機率則為1.7%。然而機率低並非不可能,而且還一次發生了兩次,這也讓科學家好奇,為何為接連發生地震?第二次地震是誘發地震嗎?還是2020年同一斷層帶上發生過的規模6.8地震的間接影響?
地震會累積應力?那應力又是什麼?
土耳其地震後,有媒體採訪學者指出,接連兩個大地震是因為一個地震釋放了能量與應力,便增加至另一個可能發生地震的斷層系統上。但應力又是是什麼?
「應力」對大眾來說似乎是陌生的名詞,但其實人們在國中理化時應該就接觸過這個概念了。當我們用力拉扯彈簧時,彈簧發生的變形叫做「應變」(strain),讓彈簧產生變形的外力就叫「應力」(stress)。
將這概念套用在腳底下的岩層與地震的成因,所謂應力就是岩層受力產生變形時的外力,岩層其實並非硬邦邦,而是有一點彈性,所以如果有外力作用時就會先累積應力,並且產生一定的應變,比如被擠壓就會稍稍拱起,但如果岩層應力超出了可以承受的範圍,並發生破裂,就會形成斷層、伴隨發生地震。這就是中學地科課本中的「彈性回跳理論」。
既然知道應力是與地震極為相關的資訊,科學家便會不斷嘗試各種方法,解析腳下岩層的應力變化,包括長期用GPS觀測地殼變動,或分析大大小小地震的貢獻,還有各種可能會反映出地下應力變化的自然現象。而不過除了本次的兩個地震之外,2020年同樣在東安納托利亞斷層較北方的部分發生規模6.8地震,是否也「貢獻」了一些應力,讓大地震提早發生了?
目前一些科學家初步的模型顯示,規模7.8的地震確實可能影響該地區的應力狀態,進而促使後面規模7.5的地震發生。然而2020年規模6.8的地震和本次地震相比,因為能量差異差了三十幾倍,換算成百分比,規模6.8地震釋放能量只有規模7.8的3%左右。如若真有影響,那也只是九牛一毛,多加一根稻草的程度。而像這樣的應力變化分析,目前也僅能作為事後推論,實際上要應用到地震預測的層面,科學上還有很長一段路要走。
發生機率不易預估,應把防災視為習慣
目前科學上的限制,或許還可以透過應力變化的基本原則來談。如果把地震斷層累積能量的過程比喻成一個氣球充氣的系統,那麼科學上的目標就是要知道這個氣球為什麼會破(代表發生地震),以及充氣的狀況(代表應力增加)。
但斷層系統因地而異,目前科學家僅能粗略的理解。既使我們知道一個斷層平均五百年大震一次,但前後的誤差可能從數十年到百年不等,而應力的累加也不是那麼容易估算,地震會影響、地表變形會影響,甚至下雨多少(地下水變化)也是其中一項原因。也因此在防災層面上,科學家要進行呼籲便顯得兩難。
回到台灣的例子,常常有科學家提醒琉球海溝有規模8.0以上地震的可能性、山腳斷層若發生大地震將會產生嚴重災情、花東與西南部的地震潛勢高……這些建議都是事實,但也都有許多不確定性。
再延續前段的氣球比喻,就像是人人都知道再這樣下去球要脹破了,但在不易評估充氣速率的情況下,誰能確定它在哪個時間點破呢?因此我反而不常以「未來○○年內必有大地震」作為建議,以免讓以末日論來理解未來的地震。反而變得日日心驚膽跳、或許是躺平放棄,也就失去防災教育的意義了。
去年花東強震後,我也撰文提醒大眾關於地震風險防災的規畫方式,包括基本的建物補強、日常的防震準備。台灣活動斷層多、地震極為頻繁,並不能只考量單一斷層、單次地震活動的可能性。我認為應該開始將防災視為一種習慣、一種文化。
當我們都習慣了平日把各種防震、防災的準備視為「標準配備」,自然會以自身角度去精進自己的防災做為,出入陌生地點懂得觀察防災動線、強震過後習慣檢視家中管線樑柱,並支持政府推行房屋安檢政策。上述這些習慣的養成無須秏費太多個人成本,但這些事越多人做,越能提升大眾對地震韌性,就如同群體免疫一般具有長遠的效力。
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