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為何會有地震
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我想知道為何會有地震---
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地震發生的原因為何? 地震可分為自然地震與人工地震 (例如：核爆) 。一般所稱之地震為自然地震，依其發生之原因又可分為， (1)構造性地震(2)火山地震(3)衝擊性地震 (例如，隕石撞擊) 。其中又以板塊運動所造成的地殼變動 (構造性地震) 為主 。 由於地球內有一種推動岩層的應力，當應力大於岩層所能承受的強度時，岩層會發生錯動 (dislocation)，而這種錯動會突然釋放巨大的能量，並產生一種彈性波 (elastic waves) ，我們稱之為地震波 ( seismic waves) ，當它到達地表時，引起大地的震盪，這就是地震。 斷層可分那些類? 比較斷層發生前與發生後的地層形狀可分四種： (1)鈍角向上拱起之正斷層。 (2)銳角向上拱起之正斷層。 (3)向右移動之右移斷層。 (4)向左移動之左移斷層。 何謂震源與震央? (1)震源 (hypocenter) ：地震錯動的起始點。 (2)震央 ( epicenter ) ：震源在地表的投影點。 何謂淺層地震、深層地震? 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)。 何謂地震序列? 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 ; 若最大者有兩個，則先發生者稱為主震。 (3)餘震 (After-Shock) ：同一系列之地震中，主震之後發生的地震稱之。 主要的地震波有那些? 震波依傳播路徑可分為兩大類： 一、體波 (body wave)：可在地球內部傳播，依波動性貿之下 同又分為： (1)P波 (縱波或壓縮波) ：性質與音波相似，質點運動和波傳播方向一致，速度最快。 (2)S波 (橫波或剪力波) ：質點運動與波傳播方向垂直，產生一上一下或一左一右的振動，速度次之。 二、表面波 ( surface wave) ：沿地球表層或地球內部界面傳播，主要可分為： (1)洛夫波 (Love wave) ：質點沿著水平面產生和波傳播方向垂直的運動。 (2)雷利波 (Rayleigh wave) ：質點在平行於震波傳播的垂直面上，沿著橢圓形軌跡震動。 如何計算規模? 目前世界所通用的地震規模為芮氏規模(ＭL)，乃美國地震學家芮氏於一九三五年所創。其定義為：一標準扭力式伍德斗安德森地震儀 ( Wood一Anderson torsion seismometer ) ( 自由週期0.8秒，倍率二千八百倍，阻尼常數0.8)在距震央一百公里處所記錄的最大振幅以微米 (Micron, l u=10^-3mm) 計的對數值。其計算公式為： ＭL=logA-logA0 式中A=標準扭力式地震儀，在某觀測站所記錄之最大振幅 (以u為單位) 。 A0=距離修正量；當標準扭力式地震儀於標準地震 (ＭL=０ )時所記錄之最大振幅。 除了芮氏規模 (ＭL) 外，尚有體波規模 (ｍb) 及表面波規模(Ｍs)。體波規模是根據體波之振幅 ( A ) 及週期 ( T ) 而定，其關係式為： ｍb=logA/T +Q(D ) 式中Q(D )為距離修正量。 表面波規模是根據表面波振幅 ( A ) 及週期 ( T ) 而定，其關係 式為： Ｍs=logA/T + a log D+ b 式中A為距離； a,b為區域性常數 過去發生之地震其模模 (M) 與次數分布情形如何? (l)M大於九之地震，自有地震觀測以來尚未發生過。 (2)M八．五至九之地震，為最大級之地震，全世界發生次數 大約為十年一次。 (3)M八至八．四之地震為第一級大地震，如震央在陸上會造成大災害，如震央在海底會引起大海嘯，而且主震後有很多餘震，全世界大約每年平均發生一次。 (4)M七至七．九之地震為相當大的地震，如震央在陸上會造成大災害，如震央在海底會引起海嘯，全世界大約每年發 生二十次。 (5)M六至六．九之地震，如震央在陸上會造成災害，世界上任何主要地震觀測站均可測得其地震波，每年大約發生一百五十次。 (6)M五至五．九之地震，有感區域相當大，震央附近會造成 災害，每年約八百次。 (7)M四至四．九之地震，通常下發生災害，我們通常感到者都是M四以上之地震，每年約六千二百次。 (8)M三至三．九之地震，在震央附近人體可以感到，每年約 四萬九千次。 (9)M二至二．九之地震，人體下能感到，震央附近之觀測站 可測得此地震，每年約在三十萬次以上。 (10)M一至一．九之地震，用高倍率地震儀才可以觀測到其地震波。 (11)M一以下之地震，設在適當地點之超高倍率地震儀才可以觀測到此地震。 以上所述僅適用於淺震源之地震。 何謂板塊運動? 板塊構造學說 (plate tectonics) 主要在說明目前發生在地球上層的構造及解釋 地震發生之原因。地球的最外部為冷而硬的可移動之岩石，稱為岩石圈 (lithosphere) ，其厚度平均約一百公里，岩石圈之下為軟流圈(asthenosphere)為黏度高的液體物質所組成，在高溫、高壓作用下而成可塑性，使岩石圈漂浮其上。 板塊構造的基本觀念是將岩石圈分成數個接近剛性之板塊，包括較大的歐亞板塊、美洲板塊、非洲板塊、印度洋板塊、太平洋板塊及南極洲板塊和數個較小之板塊 (見附圖)，板塊受到張力、壓力、重力及地函對流的作用，不同的板塊之間每年以數公分的相對速度緩慢移動，大部分的地震、火山及造山運動便由於相鄰板塊之互相作用而發生。 板塊交界處主要有三種型態， (1)分離板塊交界處 ( divergent boundaries )，代表地殼引伸拉裂的現象，在中洋脊 (mid一oceanridge) 處相鄰的兩板塊互相分離，而產生新的岩石圈，其材料來自地函的上部，係經熔融作用而產生。地殼在這裡由於張力作用向兩側擴張延伸，沿著發散交界處常有地震發生，其震源深度多在一百公里以內。 (2)聚合板塊交界處 ( convergent boundaries) ，在這交界處兩板塊相互碰撞，較 重者插入較輕者之下方 (約以30～45之傾角) ，使者的岩石圈消失而回到地函中，這插入的部分叫隱沒帶(subduction zone) 。由於兩板塊間的相互磨擦，所以沿著隱沒帶可以不斷地發生地震良而造成一地震帶，其震源深度可從很淺到大約七百公里左右。台灣花蓮附近為歐亞大陸板塊和菲律賓海板塊之聚合板塊交界處所以地震非常頻繁。 (3)守恆板塊交界處 ( conservative boundaries) ，不產生新的岩石圈也不使岩石圈消失，相鄰兩板塊彼此橫向移動磨擦，而產生震源深度較淺之地震。台東縱谷斷層即為歐亞大陸板塊和菲律賓海板塊之守恆板塊交界處。 台灣地震帶之分布情形如何? 台灣地震帶主要有三 (1)西部地震帶，自台北南方經台中、嘉義而至台南。寬度約八十公里，大致與島軸平行。地震次數較少，但餘震較頻繁，持紅時間較短暫，範圍廣大，災情較重，震源淺 (約十餘公里)，地殼變動激烈。 (2)東部地震帶，北起宜蘭東北海底向南南西延伸，經過花蓮、成功到台東，一直至呂宋島;此帶北端自宜蘭與環太平洋地震帶延伸至西太平洋海底者相連，南端幾與菲律賓地震帶相接。此帶成近似弧形朝向太平洋，亦和台灣本島相平行，寬一百三十公里，特徵為地震次數多。通常，震源較西部者為深。 (3)東北部地震帶，此帶自琉球群島向西南延伸，經花蓮、宜蘭至蘭陽溪上游附近，屬淺層震源活動帶。 台灣地震危害度的分區情形如何? 依據台灣地區過去的地震分布及震災損害情形，台灣地震危害度由輕至強烈分為四區 (以行政區劃分) ： 第一區，新竹市、台中巿、高雄市、桃園縣、新竹縣、台中縣、南投縣、彰化縣、高雄縣、屏東縣、澎湖縣、金門，馬祖地區。 第二區，台北巿、基隆巿、台北縣、宜蘭縣、苗栗縣、雲林縣。 第三區，台南巿、台南縣、台東縣。 第四區，嘉義巿、嘉義縣、花蓮縣。 台灣地區最嚴重的震災情形如何? 過去九十年，台灣發生地震引起災害最大者是一九三五年四月二十一日六時二分，新竹台中烈震，震央在新竹關刀山東南力偏南三公里即北緯二十四點四度，東經一百二十點八度，發生屯子腳及獅潭斷層，前者長十餘公里，水平最大變位一五O公分最大落差六O公分，後者長二十公里，最大落差為紙湖至洽坑之間達三公尺，水平變位甚微，是較特殊之情況，此次地震死三、二七六人傷一二、O五三人，房屋全毀一七、九O七棟，半毀一一、四O五棟，破損二五、三七六棟。 地震預測有那些方法? 雖然人們至今對於地震發生的機制 (mechanism) 還沒有澈底了解，地震預測理論也還沒有充分建立，但是仍有許多嘗試性的地震預測研究方法，常見的有以下幾種：(1)測地法(2)驗潮，(3)地殼變動的連續觀測，(4)地震活動，(5)地震波速度，(6)地磁及地電流，(7)活勘層及褶曲，(8)岩石破壞實驗和地殼熱流量的測定，(9)其他。 茲選擇介紹一些重要的方法如下： 測地法 ( geodesic metbod )： 根據過去許多紀錄，在大地震發生時地殼會發生變動，而有時會發生在地震之前。因此測量地殼變動情形並研判地震前兆現象，是可以預測將否有大地震發生。例如民國五十二年 (公元一八六四年) 日本新潟地區發生地震前有地盤下沈現象，因當地經常從事測量調查工作，故發現地震發生之前確有前兆現象可尋。 此外，地殼發生變動的面積會隨地震規模之增大而增加，也就是說地殼發生異常變動的範圍越廣，可能發生地震的規模也越大。 井水含氡量的變化： 蘇俄的科學家，在加爾姆地區發現到水井中的含氡 (Radon)於地震前會增加，亦用以預測地震。氡是一種放射性氣體，科學家們認為當岩石受到強大壓力時，岩石內部產生無數微小裂隙，通常只有用顯微鏡才看得見。岩石有了裂隙之後，曝露於地下水的表面積自然也會增加，當地下水滲入裂隙之中，補滿裂開的空隙，可以接觸到較多的放射性物質，同時吸收更多量的氡。直到地震發生，岩石突然崩裂，氡的含量又逐漸下降。因此，監測井水含氡量，可以知道岩石受力情形，從而預測地震。 分析天然氣含量： 德國杜秉根大學的地質學家恩斯特教授，在富有沼氣的杜秉根地方從事地下沼氣含重的分析，建立了一種具有地方特色的地震警告系統。在民國五十八年 (一九六九) ，他首次觀測到探測器裏沼氣含量先增加百分之零點二至百分之二，而於經過強烈地接後沼氣含量又告下降。又發生餘震時，沼氣含量也會增加。 在民國六十二年 (一九七三) ，恩斯特教授在中美洲的哥斯達黎加的首都聖荷西擔任客座教授時，與哥國的地質研究所合作研究，他以天然氣探測器觀測的結果，發現地球天然氣含量與火山爆發有連帶關係，此法也能預測地廣。天然氣探測器主要在分析二氧化碳，因為在火山要爆發的那些地區，二氧化碳的濃度會高達百分之十二。測定土壤內天然氣含量的方法簡單，測定工具只需一根一公尺的探測管，是屬於較經濟的一探測定方法。 地震預測究的現況如何? (1)日本 有地震國之稱的日本，對於地震預測的研究不遺餘力，民國五十一年 (一九六二) ，即由地震研究學者、專家約九十人組成地震預知研究小組，規劃研究計畫的藍圖，內容包含下列項目： (1)應用測地的結果，調查地殼變動 (2)整頓各驗潮站，以檢出地殼變動 (3)辦理地殼變動連結觀測 (4)調查地震活動 (5)應用人造地震，觀測地震波速度 (6)調查地磁及地電流 (7)調查活動斷層和褶曲 (8)辦理岩石破壞實驗 (9)設置地震預測中心 地震預測研究計畫，於民國五十四年 (一九六五) 開始執行，網羅東京、京都、名古屋、東北及北海道等各大學以及氣象廳、國家地理院等各單位專家、學者，從事研究工作。雖已經歷了三十年，但由於還沒有完成地震預測理論，目前日本還沒有發布地震預報。 (2)美國 美國自民國五十三年 (一九六四) 阿拉斯加大地震發生之後，對於地震預測的研究亦推動甚力，阿 拉斯加大學、加州理工學院、哥倫比亞大學，以及地震情報中心等單位，亦下斷有人從事這方面的研究，並曾於民國五十三年在東京與日本聯合舉行地震預測會議，嗣後每兩年舉辦一次，討論有關地震預測的問題。 (3)蘇俄 蘇俄在中亞細亞及堪察加半島等地區從事地震預測的研究多年，民國六十一年 (一九七二) 七月廿六日蘇俄塔斯社報導，蘇維埃研究學院 (Soviet Research Institute ) 的科學家們預測，自民國六十二年至六十五年 (一九七三至七六) 間，將發生三至四次大的海嘯，襲擊沿西伯利亞北部至臺灣間的四千公里海岸線，海嘯時速達四OO至八OO公里，海岸浪高可達三O公尺。 因為海嘯多半由於海底發生地震所dl起，能夠預測海嘯，當然能夠預測地震。但蘇俄官方並未公布震央的精確位置，及其預測規模與大海嘯發生的月日，所以此項預測令人懷疑。當時臺灣各大報章雜誌亦大幅刊載此項消息，上下驚動，本局亦全力查證，認為蘇俄研究地震預報確在全力推動，惟迄無一次完全成功，特去函美國夏威夷國際海嘯資料中心查證，該中心負責人米勒博士(Caylord R．Viller ) 於民國六十一年．※．一月廿一日函復要點如下：(1)經向蘇俄庫頁島的遠東科學中，L ILGC) 海嘯委員會主席索羅維夫 (S.L. SolYieY) 查證說， 「蘇俄科學家們對於海嘯間題發表過許多有關論文，由於新聞記者的熱心、誇大宣染、曲解事實而引起」。可見世界各國對於地震預測，還無法辦到。 地震是否可控制? 世界各國受到地震災害威脅的地區，凜於震災損失的嚴重，無下加強對地震的研究。首先希望能夠發展做到精確的地震預報，正如現在的天氣預報一樣，在地震未發生之前，通知將要發生地震地區的民眾，可以從容脫離震區趨吉避兇。 不過，無論地震預測是否百分之百的準確，但地震的發生卻是無可避免的。因此，更進一步地使一場將要發生的地震消弭於無形，或者是使將要發生的一場大地震減少威力變成一場中度地震或微小地震，這也並非絕不可能。 經多年研究，科學家們已建立一種稱為「板塊地殼結構」的新理論，那些地殼裏下同結構的板塊，經過了長時間的推擠，其壓力與日俱增，到了某一時刻無法負荷時，便迸發了一場驚天動地的震動。 所以科學家們便想，如何在地殼應力漸增至可能發生地震的地方，用某一種方法去消除其應力，或者以人為方式製造一些小地震，引導地殼的應力以發生小地震的方式發散掉
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