【專訪】中研院林正洪:如何判斷火山「是死是活」?大屯火山群若噴發會有大災難?
我們想讓你知道的是
十幾年前開始研究大屯火山群,除了我和少數學者,沒有人相信它是活火山。但我覺得做科學,最誘人就是你的興趣,如果是喜歡的東西,你會不計成敗榮辱去研究它。
採訪撰文:古國廷
美術編輯:林洵安
大屯火山群是活火山?噴發會有大災難?
2019年5月27日,在大屯火山群觀測研究成果記者會上,中研院地科所研究員林正洪與研究團隊經過長期監測,認定大屯火山群及龜山島為活火山。消息一出,因大屯火山群緊鄰大台北地區,噴發是否會影響民眾安全引發熱議。但科學上如何證明大屯火山群是活火山?火山噴發會造成哪些災害?應該如何監測和預防?本文專訪林正洪研究員一一來破解。
先來瞧瞧大屯火山群的範圍有多大!大屯火山群包含20多個火山體,如大屯山、七星山、紗帽山、竹子山和大尖山等。這些火山體緊鄰台北地區,其中天母、北投、士林皆位於山腳,即使台北市中心的101大樓距七星山也不過15公里。
早期學者認為大屯火山群最近一次噴發已超過10萬年,而且不再活動,應是休火山或死火山。
「但近年研究顯示:大屯火山群噴發紀錄應為6千年前,而且地底有岩漿庫,這些都可以證實大屯火山群是活火山!」林正洪表示。
如何判斷火山「是死是活」?
死火山,顧名思義它不再活動,即使曾經活動,也是發生在一、兩百萬年以前,甚至更久。
而活火山,如夏威夷的火山、日本阿蘇火山和櫻島火山,幾乎隨時在噴煙,甚至偶爾還有岩漿跑上來,就是現生的活火山。
但科學不能只用描述,所以還有兩個方式來判定:其一是「憑經驗」,研究火山1萬年內是否曾經噴發,其二是「看現象」,看看底下是否有岩漿庫。
所謂憑經驗,就像發生竊案,警察會先找這兩、三年犯過竊盜罪的人,而不是30年之前有前科的人。以火山來說,噴發的歷史紀錄就是火山的「前科」,可以作為評定標準;至於為什麼是1萬年,是沒辦法中的辦法,因為非得訂個標準。而在地質學研究中最年輕之地層為全新世(Holocene),是大約1萬年前開始沉積之地層。
再以現象來看,如果找到岩漿庫,也就是火山的「彈藥庫」,那麼不管過去有沒有噴發,就要把它歸為活火山。
科學界多用以上兩個標準,如果都符合,就更沒有質疑的空間。
過去認為大屯火山群是死火山,近年研究卻說它是活火山,這是怎麼回事呢?
判斷大屯火山群在10萬年前噴發,大概是1980年代的研究,那時多用鉀氬做岩石定年。這種定年方式,用來測量百萬年或億萬年尺度的現象,10萬年是它的「最小刻度」。
換句話說,使用這種方法來做大屯火山群的定年,就像拿一把刻度很粗的尺測量,發現最小刻度內有東西,但已到極限無法再細看,只能說是10萬年。
直到2011年,中研院地科所同事陳中華和俄羅斯學者,將大屯火山群的火山灰拿去做碳十四定年。這種方式的「刻度」比較細,可以到千年、萬年。結果發現:大屯火山群最近一次噴發應該在大約5千到6千年前,符合1萬年內有噴發紀錄的活火山標準。
除了噴發紀錄,還有證據說明大屯火山群是活火山嗎?
火山地震波也能說明大屯火山群在活動。
大屯火山群的地震波,跟宜蘭、花蓮、嘉義的地震波很不一樣。宜蘭、花蓮地震是斷層錯動,就是岩層被扯斷造成的地震振動。這種振動就好像一把吉他的弦同時扯斷,高頻、低頻、中頻各種頻率都有。
但在大屯火山偵測到的火山地震,是單一頻率的水滴狀地震波,以及多個頻率共鳴的螺絲釘狀地震波。而不論是單頻或多頻火山地震,統統都是活火山才有的現象。
為什麼?因為活火山有熱量,可以產生高壓氣體或液體,當它們從地底沿著岩縫往上竄,因為岩壁長寬固定,就會產生特定頻率的振動,好像火山在「吹直笛」!因為這個原理就像吹直笛時按住特定的孔,形成固定長寬的空氣柱,就會吹出單一頻率的聲音。
反過來說,死火山沒有熱能,不能產生這些高壓氣體和液體。就像煮開水,瓦斯還在底下燒,蒸氣不斷往上冒,鍋蓋就會動、然後呼呼作響;如果把瓦斯關掉,沒有了熱源,水會慢慢冷掉,鍋子也就不再發出聲音。
除了火山地震,火山氣體氦同位素比例以及地殼變化,也都間接支持大屯火山群是有能量的火山,不是死火山,但最直接證據還是確認它底下真的有岩漿庫。
如何確認大屯火山群底下有岩漿庫?您是像電影一樣開潛艦鑽入地底嗎?
哈哈,現在的科學技術不可能帶人鑽進熾熱的地底,親眼證實岩漿庫的存在。我是用自己發明的「陰影法」,標定大屯火山群岩漿庫的位置和面積。
原理如下:在透明的盒子裡吊起一顆金球,假設盒子上方是北台灣地表,盒子裡的金球是岩漿庫。然後關上燈一片漆黑,看不見盒子裡的情況(就像在地底一樣),盒子上方的人要怎麼知道金球的位置和大小呢?
這時可以在盒子底下放手機,讓手機的光向上照,光被盒內金球擋住,盒子上方就會出現金球的陰影。如此一來,不但知道盒子裡有金球,還能從陰影推知金球的位置和面積。
當然,地底下不會有光源,但有和光波很像的地震波,可以形成另類的地震波「陰影」。
地震波怎麼取代光波呢?地底下一、兩百公里發生地震,就會發出地震波傳到地面。不過地震波中的S波,無法在液態物質中傳遞,所以當S波遇到液態的岩漿庫會被擋下來。
如下圖左邊的示意圖,地表的六個測站,發生地震時,黃色的地震觀測站因為位於岩漿庫正上方,接收不到S波,岩漿庫範圍以外的綠色測站才收得到S波。
於是,我就可以從哪些測站收到S波、哪些收不到,收不到的「陰影範圍」有多大,來估算岩漿庫的位置與面積了。
不過S波陰影只能算面積,無法估計厚度,因為無論岩漿庫厚度多少,S波統統會被擋掉,這時就需要P波了。
地震波中的P波在固體中跑得快,液體中跑得慢。所以就如上圖右邊示意圖,同樣地表有六個測站,岩漿庫外的綠色測站會先收到P波訊號,岩漿庫正上方的黃色測站會晚一點收到。
而且岩漿庫越厚,P波受阻礙的距離越長,黃色測站就越晚收到P波。因此從P波的延遲時間反推,就能估算出岩漿厚度。
根據估計,大屯火山群岩漿庫所在位置,大概在金山、萬里附近,面積約四分之一台北市行政區的大小,厚度約4至10公里。
如果大屯火山群噴發,會有哪些危害?
先來了解活火山噴發會有哪些危害。全世界標準的火山災害中,「熔岩流」算是大家最熟悉的,像電影中常看到岩漿從山上流下來。其實,熔岩流對人的生命威脅很小,因為它是慢慢滾過來,看得到也跑得掉。
但有一種跟它很像的「碎屑流」,才是真正可怕的火山殺手。當岩漿從火山口跑出來,碰到空氣時從液態變成固態,先在原地不斷堆疊增高,直到撐不住才轟然垮下……。
在那一瞬間,溫度高達攝氏數百度的石頭和火山灰,以時速一、兩百公里的驚人速度向下俯衝。歷史上所有火山災害中,由碎屑流造成的死傷相當可觀,因為看到了大概也跑不了。
此外,還有「火山泥流」。當火山灰噴出後先堆積在山上,就像鋪上一層厚厚的灰。遇上降雨或颱風,灰變成泥巴,像土石流一樣沖刷下來。
當泥流沖進河谷,會把谷地填滿,之後降雨沒有河道可去,就會滿溢出來。這種災情菲律賓很多,每次颱風一來,村莊就會淹大水,持續二、三十年。
回到大屯火山群噴發可能造成的災害,主要看它噴發的量有多少。如果是小規模的火山灰和熔岩流,會影響山區周遭居民。
但我們強烈懷疑火山群裡的七星山可能會活動,屆時熔岩流、碎屑流、火山泥流會沿著磺溪,沖到北投、天母一帶,對當地造成衝擊。
若熔岩流和碎屑流等流到關渡大橋一帶,那裡的河口比較窄,如果堵住淡水河、基隆河道,河水流不出去,也可能造成災害。
這次研究提到龜山島也是活火山,規模如何?可能造成什麼災害?
根據火山灰定年,龜山島距今7千年內就噴發了4次,而且目前估算龜山島底下的岩漿庫,是大屯火山岩漿庫的1.5倍大,這些都符合活火山標準。
如果龜山島噴發,比較可能的災害是引發海嘯,將衝擊低淺、平坦的宜蘭平原。
若大屯火山群要爆發,多久前可以知道?平時該如何監測?
科學家和政府要預報火山即將爆發,只能根據火山的異狀。但從火山開始不安定,要等多久才會爆發就很難說了。有些火山一發現異常,一個禮拜後就噴發。但峇里島曾有火山撐了兩個月,日本的雲仙火山則撐了五、六年。
不過,民眾可以安心的是,很少火山從出現異狀到噴發短於一個禮拜的。換句話說,只要做好監測,至少有一週時間可以應變。
若要即時預警,就得仰賴平時監測,包括地表溫度、火山氣體、地殼變形和地震活動等方式。因為預測常要知道火山噴發的時間、大小和地點,我覺得透過地震監測相當有用。
我們可以從地震的位置,判斷哪裡的地底開始有岩漿活動,再由多少觀測站偵測到地震波,估計火山噴發的可能規模。
再來,從地震所在深度,估算目前岩漿離地表的距離和移動速度,例如岩漿跑到離地表9公里時,會在9公里附近產生很多地震;隔了一個禮拜,在7公里深處偵測到地震,代表岩漿在過去一周跑了2公里。
雖然時間和岩漿跑的距離,不一定是線性關係,但這些數據仍可提供科學家參考、評估火山噴發的可能時間,必要時通知政府撤離附近居民。
但就像是照片的像素越多,影像越清晰;地震測站要夠多,偵測解析度才會夠好。所以未來,我們將增加北台灣地震測站的數量,從原本的40個測站,擴大到140個,並在測站之間,每隔數十公尺布置一台簡易、小型的地動感測器,盡可能提高偵測的解析度。
這些年研究大屯火山有沒有難忘的回憶?
我過去不是火山學者,而是做傳統地震的,天天都在研究地震波。十多年前接觸到火山地震,發現世界上怎麼有我一輩子投入,也不曾見過的地震波。這就好像小孩子每天關在房間玩,一不小心打開門,發現外面的世界完全不一樣。
不過,十幾年前開始研究大屯火山群,除了我和少數學者,沒有人相信它是活火山。但我覺得做科學,最誘人就是你的興趣,如果是喜歡的東西,你會不計成敗榮辱去研究它。
火山地震就這樣一直吸引著我。即使現在手邊有很多事,但每天動不動就盯著地震波看。地震波對我來說,勝過所有一切。也因為在中研院工作,讓我無後顧之憂做自己喜歡的研究,才能「十年磨一劍」得到如今的研究成果。
如果下輩子還可以再回來,我也要回中研院。地球科學還是超吸引我,一輩子還是做不完,如果還有來生,Whynot?
本文經研之有物授權轉載,原文刊載於此
原標題:大屯火山群不可怕,可怕來自不懂它—專訪林正洪
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責任編輯:蕭汎如
核稿編輯:翁世航
【馬力歐陪你喝一杯】「五明治職場」進行式!台灣應材資深人資長羅淑貞Sabrina揭秘幸福企業的人才永續策略
我們想讓你知道的是
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歡迎來到五代同堂職場
「五明治時代,職場上同時存在著從戰後嬰兒潮世代、X、Y、Z世代,到00後世代一起共事,成長時空背景以及文化洗禮的差異,使得職場人才的多元性更廣。」
公司員工年齡跨度逾50歲,Sabrina分享其歸納出的世代特性,她提及身經百戰的四、五年級職場人處事風格較為嚴謹,當前已是積極找尋接班人預備傳承的階段;六年級生可能是接班人的重要人選,亦代表著這個世代已擁有專業能力與豐富的團隊領導經驗,在退休年齡延後的當今社會,他們在職場上更加尋求未來20年的職涯發展;七、八年級生則在表達上更為直接,在職場上約有十多年工作經驗的他們了解HOW to do的同時,相對也會問WHY to do,並力求突破;更為年輕的八、九年級生自我主張強烈,追求工作與生活能夠平衡,認為職場裡的職位並不代表權威,相較更為渴望扁平化的組織架構。
由此可見,不同世代的員工於職場中的訴求也不盡相同。善用資深世代策略規劃的強項,結合年輕世代的創新和執行力,五代同堂可以激發更多團隊績效火花。五代同堂是趨勢也是真實的現象,因此人才策略必須量身訂做,才能引起員工的同頻共感,這現象著實考驗著當局者人才永續的智慧。
企業在員工心中的份量—兩封來自不同世代的離職郵件
Sabrina表示,世代衝突在所難免,但卻不影響企業在員工心中的評價。她分享近期曾收到兩封令她動容的離職郵件,一位在公司工作了27年的員工回憶:早期尚未有高鐵時,每天為了進公司開早上8點的會議,總是4點多就起床前往搭乘5、6點的客運從台北到新竹,再轉搭車進竹科園區,冬天低溫時自然特別辛苦,然而交通車司機都會細心地在每個座位上準備小毯子,大家蓋著小毯子上班,讓這位資深員工備感窩心。
另一位則是在台灣應材資歷不到三年的外派日本工程師,他誠懇地表達自己對公司的認同與喜愛,然而卻因家庭因素需暫離職場,儘管Sabrina並不認識這位同仁,卻也馬上回覆「I welcome you back」的郵件,歡迎同仁在家庭事務處理完畢後重回台灣應材,「你可以看到一個現象,員工到底喜不喜歡這家公司,無關乎年齡、資歷與職位,我認為只要當他離開公司時是開心的,公司管理者則由此感到很欣慰。」正基於此,應材致力於為不同世代員工營造他們各自舒適、喜歡的職場環境與制度,型塑企業獨特的員工價值主張。
Sabrina以著名心理學家馬斯洛(Abraham Harold Maslow)的需求層次理論(Hierarchy of Needs Theory)為例,說明員工進入職場最為基本且重要的需求是薪酬與福利,應材不僅提供具競爭力的薪資作為回應,亦以Work hard, have fun為出發,每年給予員工六萬元的旅遊津貼,鼓勵員工辛苦工作之餘也要享受人生;公司在台營運近35年以來,每日由公司提供免費中西式早餐,讓員工免於一早趕著通勤之際無暇顧及早餐;此外,也實施員工股票購買計畫(ESPP),以及提供員工協助方案(EAP)照顧員工身心靈健康;更有各式各樣的社團、健身房設施,成為員工在工作之餘的多元小確幸。
台灣應材人才永續的獨家「六感策略」
然而Sabrina也明白,薪資與福利對於員工來說並非唯一。於台灣應材擁有20多年資歷的她曾經歷多次獵頭公司以更誘人的薪資與福利進行挖角,然而Sabrina都一一拒絕了。「我很喜歡公司不只是因為它名氣大、聲譽好、薪資待遇不差,更重要的是自己能夠參與公司的重要計畫,和一群很聰明的神隊友一起工作」,Sabrina毫無保留地向獵頭顧問表明自己對於公司的喜愛。
多年後才發現這就是所謂的『員工價值主張』。「為什麼喜歡這家公司以及為什麼離開這家公司,這些理由都是『員工價值主張』。因此我更將人資的專業術語『雇主品牌』與『員工價值主張』連結,讓對外招募人才時強調的公司優勢也同時是深受內部員工所肯定的特質,如公司產品世界首屈一指、企業文化開放、聘請一流人才等。」
在這樣的基礎下,Sabrina發展出應材獨家的人才永續「六感策略」,包含上述由薪資福利帶來的「幸福感」;善用公司在產品力的強項與人才管理的卓越成績,讓員工擁有與有榮焉的「榮譽感」;透過量身訂做員工職涯發展計畫,包含賦能、升職、外派、內部轉職等形式,讓員工在職涯發展中擁有「成就感」;開放混合辦公模式,充分授權員工個人管理,從而成就對於員工的「信任感」;不斷給予員工參與公司專案計畫與重要決策的「參與感」;最後則是透過交流制度及分享活動,營造更多元平等的職場環境,為來自不同國家文化、年齡世代的員工創造最重要的「歸屬感」。從「六感策略」的設計中應材得以滿足員工從實質到精神層面的全方位需求。
每年上億台幣投入員工教育訓練滿足跨世代人才需求
當員工期待於企業內有所發展時,應材則根據每個世代與職位需求客製化規劃紮實培訓課程。Sabrina也驕傲地說道,應材每年投資在每位員工的教育資源持續增長,不會因景氣不好而縮減,去年及今年在台培訓投入總金額均突破超過1億新台幣。以社會新鮮人為例,應材會規劃三天兩夜的「新人成長營」,幫助他們認識公司文化和建立人脈,了解產業、企業價值及願景,此外也分享職場中人際溝通及協作的觀念;營隊結束之餘,則根據職位為其提供完整的職能訓練,並透過夥伴制度(Buddy System)為新鮮人安排一位同事夥伴,幫助新人快速適應及融入。
對於初晉升管理職的同仁,台灣應材則會安排初階主管課程,並指派資深主管作為職場導師(mentor),傳授其主管經驗,同時也透過實際參與專案為初晉升管理職的員工增添歷練。而對於想轉換職涯跑道的員工,Sabrina也提到公司內部的職涯對話(Career Talk)機制,由有經驗的前輩或學長姐進行職務與心得分享,促進職位縱向及跨部門橫向交流,從而幫助他們內部轉職成功。根據統計,台灣應材每年有25%為內轉職缺。
企業內、外部營造的DEI文化
對於近年熱議的職場多元共融(Diversity, Equity, and Inclusion),應材也早已從內、外部分頭開展。「無論是世代差異、性別多元、文化共融等,其實DEI最為核心的就是包容,在這個角度的思考下,應材非常鼓勵員工自發組成團體(ERG, Employee Resource Group),例如:公司內部有針對女性專業發展的WPDN(Women’s Professional Development Network),以及由亞洲各地區傑出青年員工擔任大使組成YPN(Young Professionals Network),致力於以年輕世代思維推動公司文化改變。這些都與六感策略中的『榮譽感』、『成就感』、『參與感』、『歸屬感』等環環相扣。」Sabrina總結
應材作為產業中的全球領導者,期許自身能夠對外貢獻社會影響力,除了致力於永續發展、公益事務外,公司也自2013年起在台灣首創企業於大學開設學分班,由公司資深技術專家親自授課,藉此讓在學的莘莘學子了解半導體及顯示器產業的內涵,以及未來潛在職涯規劃方向。截至目前為止已有超過五千位學生修習課程,應材也由此培養出更多人才種子。應材除了以人才永續策略創造幸福職場,更為五明治職場提供永續人才的解方。