地理議題-紐西蘭天天在地震


紐西蘭天天在地震

「紐西蘭地震工程學會」(New Zealand Earthquake Engineering Society)的會長David Brunsdon預測;在五十年之內,我們的首都威靈頓會有30%的可能,發生一個強度在6.3,震央距威靈頓四十公里,深度在十公里至三十公里的地震。在強震十至十五秒之後,就會造成許多鋼筋水泥的大建築的全倒或半倒,並且波及附近的其它建築,造成極大的傷害與損失。估計會有50人死亡,250人受到重傷,80人陷在危險的建築裡。地震之後會有60,000人,成群的亂擠在市區的商業中心。
  紐西蘭地處澳洲與太平洋板塊之間,因此在紐西蘭幾乎是天天地震的,根據「地質與核能科學研究所」(The Institute of Geological & Nuclear Sciences)的統計,紐西蘭每年大約發生14,000次地震,大多都是小的,能感覺到的大約有100次到150次。根據「威靈頓大學地球物理研究所」(Institute of Geophysics),的IGNS地震報告,以千禧年四月為例;紐西蘭各地所發生的地震,其時間、地點與級數如下;
2000 April 30-30 km south-west of Karamea (4.2),
2000 April 30 - 10 km north-west of Taupo (2.5) ,
2000 April 28 - 20 km north of Cheviot (4.4) ,
2000 April 27 - 60 km south-west of Patea (5.5) ,
2000 April 25 - 40 km west of Te Anau (5.8) ,
2000 April 25 - 50 km west of Te Anau (5.2) ,
2000 April 24 - 40 km north-west of Murchison (3.7) ,
2000 April 24 - 30 km north-east of Rotorua (3.3),
2000 April 23 - 40 km north-east of Westport (3.5) ,
2000 April 18 - 10 km north-east of Picton (3.5) ,
2000 April 13 - 80 km south-east of Gisborne (4.6) ,
2000 April 12 - 10 km north-west of Taupo (2.2),
2000 April 9 - 30 km south of Opotiki (4.0) ,
2000 April 9 - 120 km west of Te Anau (4.9),
2000 April 7 - 50 km south-east of Blenheim (4.4),
2000 April 4 - 10 km north of Greytown (4.2),
2000 April 2 - 20 km north-east ,of Picton (3.8) ,
2000 April 2 - 20 km north-east of Picton (4.0) ,
2000 April 1 - 20 km north-west of Taupo (2.6) ,
2000 April 1 - 20 km north-east of Picton (4.4) ,
2000 April 1 - 20 km north-east of Picton (3.8) ,
2000 April 1 - 20 km north-east of Picton (5.3)

紐西蘭發生的大地震
  自1850年至2000年間,紐西蘭共發生十四個震央在30公里以內,七級以上的大地震;

期      地點    級數
6 February 1995
  East Cape   7.0
24 May 1968
    Inangahua   7.0
1 August 1942
   Waiarapa     7.0
24 June 1942
   Waiarapa    7.2
5 March 1934
   Pahiatua    7.6
13 February 1931
  Hawke's Bay  7.3
3 February 1931
  Hawke's Bay  7.8
16 June 1929
   Muchison    7.8
9 March 1929
   Arthur's Pass  7.1
11 February 1893
  Nelson     7.2
31 August 1888
  North Canterbury 7.3
18 October 1868
   Cape Farewell  7.0
22 February 1863
  Hawke's Bay   7.5
23 January 1855
  Waiarapa     8.1

地震的原因
  地震生成的條件錯綜複雜,至今仍未完全瞭解。一般而言,有兩個最重要的因素,一是產生地震的物質來源,如火山、斷層、相變等,二是造成應力、應變的動力來源,如板塊間的撞擊、火山的噴發等。缺少任何一項時,地震都無法發生。板塊運動為地震創造了良好的生成條件。就震源深度小於70公里的淺震而言,各個板塊的邊界本身就是巨大的斷層,一旦板塊相互運動產生足夠大的應力時,斷層即產生不穩定滑動,因而引發大地震。就深震而言,由於板塊運動將地表岩石運送到地表下數百公里的位置,高壓、高溫的作用使得原本較為寬鬆的礦物結晶重新排列,成為較高密度的物理相。這種快速的相變就是深層地震生成的原因。
奧克蘭的火山

  奧克蘭週圍360平方公里的地帶,大約有五十多個火山。有些是由外表就可以看出來是火山,頂部還有個噴火口像;RangitotoOne Tree Hill。有些則完全看不出來,像;Albert Park Mount Smart;有些則只在地面上流下大洞,像;Panmure盆地與Orakei盆地。據說奧克蘭的任何一座火山,如果爆發,它的岩漿將可佈滿周圍75平方公里的區域。

Rangitoto火山的年紀
  奧克蘭的火山最初的出現年代大約是在60,000年至140,000年以前。最先爆發的兩座火山是Albert Park Domain。最後爆發也是爆發最大的是Rangitoto,大約是在600年前。紐西蘭的毛利祖先,肯定是看過的。一座火山大約可活一百萬年,因此Rangitoto還是非常年輕的。雖然紐西蘭有許多火山在幾世紀前曾爆發過,但全部的火山都有再爆發的可能。
火山的形成
  火山的形成,是由於海洋板塊與大陸板塊之間的相互擠壓。因為海洋板塊的成份比較重,所以當海板塊與陸板塊互相擠壓時,海板塊就會隱沒到陸板塊的底部,這些隱沒到地底的板塊,受到地熱的影響,就會慢慢融化變成了岩漿,這些岩漿產生大量的能量,這些能量要想辦法釋放出來,所以就找尋板塊最薄弱的破碎地帶「斷層」衝出地表。於是形成岩漿一股一股的往外衝,於是熔岩流就覆蓋在大陸板塊上,等熔岩流冷卻之後就形成火成岩了。
地球的內部構造
  地球的組成由地表向下,就組成物質而言,大致分為三大部分:地殼(Crust)、地函(Mantle)、地核(Core)。地殼為地球表面覆蓋的薄薄岩石,由我們所熟之的土壤岩石構成﹔地函可分為兩個部分,位在上面的部份為融熔的岩石,下部則為堅硬的固態岩石﹔地核,也就是我們所俗稱的地心,同樣的也分為液態與固態兩個部分。
  除了上述的區分方法外,地質學家還習慣將地球分為岩石圈、軟流圈、中層圈及地核,這主要是依據「物質的強度及行為表現」而言。所謂的岩石圈是由冷而剛硬的岩石所構成,包括了地殼及一部份的上地函,其厚度約為0-100公里。岩石圈可再細分為許多獨立的單元,每個單元有它自己的運動方向及速度,這每個單元即稱之為「板塊」。 全世界大致可分為六大板塊,分別為非洲板塊、美洲板塊、歐亞板塊、印度洋板塊、太平洋板塊、及南極板塊。板塊與板塊之間,彼此互相嵌合,就如同拼圖一般漂浮於軟流圈之上。

板塊運動學說
  板塊運動學說(Plate movement theory)是廿世紀自然科學發展上一項重大的成就。這個學說主張由於軟流圈地函的對流作用,導致上方板塊不但會運動,就好像是燒杯內加熱的液體對流,使得液體表面上的塑膠片移動。學說並提出板塊的運動模式遵守一定的法則,也就是:板塊的新物質在中洋脊(mid-ocean ridge)生成,然後向外擴張直到與另一板塊而遇後,較重的一方就向下衝而返回地函。這整個運動過程相當於一個巨大的循環運輸系統,我們將板塊生成的地方稱之為拉張帶(convergent area)而板塊向下衝回地函的地區即稱之為隱沒帶(divergent area)。拉張帶也就是所謂的洋脊,岩漿經由洋脊湧出,並在兩側形成新的板塊,當大量的岩漿湧出時便容易形成火山活動,因此洋脊帶常可見火山分布。例如大西洋中洋脊帶及印度洋中洋脊帶的火山。兩個板塊接觸時,不斷的擠壓,較重的板塊就會掉落至較輕的板塊之下,這個作用稱之為隱沒作用,而發生隱沒作用的地方便稱之為隱沒帶。當隱沒的板塊到達一定的深度時,高溫高壓使得岩石融化,在一次進入岩漿的循環,這個作用稱之為部分融熔(Partial melting),這些岩漿沿著地殼的裂縫衝出地表,進行噴發,也就形成了火山。環太平洋帶及地中海帶的火山均屬此類。火山主要發生在板塊擴張帶、交接帶與地殼裂縫帶。其結果便會造成火山島弧、海底火山、陸地火山等個類型火山。

板塊的相互作用
  板塊的種類有「大陸板塊」與「海洋板塊」兩個類型,依據簡單的排列組合我們就可以知道共有三種碰撞組合,分別「海海碰撞」、「陸陸碰撞」與「海陸碰撞」。陸陸碰撞通常不容易發生,但是若陸板塊前員之古海洋板塊完全隱沒,就有可能是陸板塊與陸板塊相互碰撞,這個時候便會使地形隆起,形成一連串的山脈。
  當地函物質在固定的特定位置熔融,經地函柱上升至地表後,會在地殼上遺留下痕跡,稱之為「熱點」(Hotspot)。當板塊做水平移動時,經過熱點上便有火山生成,連接熱點的是熱點鏈(Hotspot chain),例如夏威夷火山島鏈與帝王島鏈。

震源、震央與地震的大小
  震源 (hypocenter)就是地震錯動的起始點;震央(epicenter) 是震源在地表的投影點。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)。震央在300-1000公里以外者,稱為遠地地震。
凡地震所造成的地表震動為人體所能感覺到的稱為有感地震;反之,則為無感地震。為區分有感地震之大小,依最大有感距離分為:1、局發地震(local earthquake):最大有感半徑小於100公里。2、小區域地震(small-felt-area earthquake):最大有感半徑從100公里到199公里。3、稍顯著地震(moderate earthquake):最大有感半徑從200公里到299公里。4、顯著地震(remarkable earthquake):最大有感半徑300公里以上者。
地震序列
  同一系列之地震先後排列,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。
  3 餘震 (After-Shock) :同一系列之地震中,主震之後發生的地震稱之。
假地震
  人類對大氣運動遠較對大地運動敏感。有許多低頻率聲響往往可以被感到,卻不能真正聽到,而被誤以為是地震。此種擾動稱之為假地震 (Pseudoseisms)

測量地震的儀器
  地震儀是紀錄地震波級數的儀器,地震儀的一部分保持固定,而其餘部分則隨著地震波振動,藉由筆或光束將地震波紀錄為紙上或相紙上的軌跡,稱之為震波圖。
  芮氏震級--是用來計量地震震級的標度,芮氏震級是對數的,而且無上限。目前的範圍是0~8.9,後者是迄今最強的地震紀錄於1960年發生在智利。芮氏的讀數是取自於地震儀。
水泥屋不安全?
  根據美國名建築學者克里斯多福.阿諾德(Christopher Arnold)的說法,房子要儘可能的造的堅固,並緊緊地依附在地上,如此才可與大自然角力。因為大地震動之時,會有許多能量進入建築物裡,必須由築在地殼上的建物架構吸收。越能使能量消散,建築物就越不需要抵抗地震的強大力量。換句話說;建築物越剛硬就越容易受到地震的損害,因為它會隨地面地伏而擺動,受到破壞,每一次大地震中嚴重受損的都是水泥建築。而且有彈性的建築則會彎折,而不是僵直地立在原地。因此,把地震的能量化為彎折的能量,倖存的機會較大。在近年來的地震中,鋼筋建築毫髮無傷就是明證。但如果建築物彈性太大,就會搖擺,無法居住。因此現代的防震建築是既需堅固可用,又必須富有彈性,以抵消地震的力量。
地震的神話
  人們一直想要解釋地震和火山爆發的各種原因。紐西蘭的毛利族的說法是;火山和地震之神羅奧摩柯(Ruaumoko)是在母親低頭餵奶時,不小心將他壓入地下,此後他就不斷的咆哮,並且噴出火焰。北美原住民他們認為地球是由一隻巨大的烏龜所支撐,烏龜向前走時,大地就開始顫抖。智利南部把地震歸因於兩條大蛇互相纏鬥的結果,古希臘羅馬和中古時期的義大利,也把地震歸咎於蛇。古中國認為是龍震撼大地,而印度則認為大象是地震的罪魁禍首。高加索地區認為地震是因大牛在地上搖撼牠的犄角之故,希伯萊人也認為地震是牛造成的。在西伯利亞海岸的堪察加半島,人們認為地震是因地底下的狗造成的,而墨西哥人則認為是美洲豹造成。中亞地區認為地震的起因是地下的蛙或魚,而巴比倫則認為是地下的女神造成。
華人的感想
  去年九月臺灣發生大地震,許多經歷過的人都餘悸猶存,談震色變,許多災區至今仍未復原。劉春榮先生說;雖然科技這麼進步,但地震至今仍無法預先測知,真希望有一天地震能向下雨一樣,能在氣象報告中預報。  建築商高惠蘭說;蓋房子有兩種防震的方法;一種是使地震較難傳遞到建築物的「免震」法,一種是抑制建築物本身搖動的「制震」兩種方法。這種免震設計可採用在基地和建築物中間,設置重疊橡膠和鐵板的層疊橡膠法,來吸收來自基地的搖晃;制震設計則是在建築物中設置擺子,吸收搖晃或利用活塞千斤頂抑制搖晃。
結論

  自古以來,人們就認為動物的異常行為是大地震的前兆。首次有這樣的紀錄,是在西元前 373 年。雖然世界各地都有這樣的說法,但學者認為這些都缺乏可信的科學根據,都抱持著懷疑的態度。德國學者海默特(Helmut Tributsch),收集了相當多的這種動物異像的說法;他認為早在地震之前一個半月,這種現象就已會出現,雖然也許只有持續數秒。例如;四足動物顯得緊張,逃出畜舍,或是正好相反,不願走動;鳥群突然繞圈飛行,或是以極快的速度飛走;社區內所有的狗都嚎叫數天數夜;公雞飛上樹梢,不肯離開;老虎等野生動物表現溫馴;蚊蠅突然由出沒之處消失;冬眠的蛇爬出來,在雪地裡凍死;過冬的熊爬出洞窟;全村的貓都逃走;深海的魚在淺海出現,死在沙灘上;淺海的魚大量躍出水面,有些落在沙灘上;老鼠因恐懼而動彈不得,甚至連小孩也很容易就捕捉到手;泉水和湖水突然混濁;水平面突然有了變化;地底傳來各種異聲;天空出現彩色光芒;花朵綻放的時間不合時令;人們身體覺得虛弱;氣候變得又熱又乾,是所謂的「地震天氣」等等。如果以科學方法來解釋傳統的地震預兆之說,就可以及早預測地震,拯救生靈。雖然並非所有的地震學者都接受此種解釋,但過去數十年來,中國大陸已經組織了許多農民、學生、教師、士兵和地震學者總計多達 10萬人,形成網路,以研究這種地震前兆。他們的發現立即傳送至大陸各地的地震中心,由學者分析,而學者在適當的時機,也會向可能有危險的地區發出警報。在海城(Haicheng)地區地震活動增加後的數個月,當地的通報網路知道不久可能會發生大地震。專家基於此而發出警告,幾天之後,也就是 1975 2 4 日,發生了規模 7.3 的大地震,許多人就因為事前聽從了警告離家,因而逃過一劫。但 1976 7 28 日唐山大地震之前,卻並沒有地震活動增加的前兆,因此通報網路並未提高警覺,也並未發出警報,結果有 30 萬人喪生,是有史以來地震死亡人數最多的一次。使得學者對地震前兆的傳統說法依然持懷疑態度。不過,到了 1994 年,日本和美國都有學者對地震前兆的傳統說法有興趣,因此組成小小的通報網路,讓觀察者傳送資料到地震中心,以供科學研究,同時也提供作為警告。不論我們是不是接受海默特博士的結論,我們都不能否認,許多動物的知覺是比我們人類敏銳的。例如;鳥類甚至蝴蝶因為對地球磁場或陽光偏光的敏感,而能夠在遷徙長距離之後回到出生地;燕子每一年都能夠準時回到同一個地點;狗可以利用敏銳的嗅覺追蹤人類;蝙蝠能夠依據他們的雷達能力,收發高頻超音波在黑暗中飛行;鮭魚在海中巡游之後,還能依賴敏銳的嗅覺,回到出生的河流上游繁殖、死亡。因此我們就不得不相信,動物對磁場或地心引力、對次聲也就是音頻低於聽覺範圍的聲音和超音波,對伴隨地震而來或在地震之前發生的種種現象,牠們的知覺是比人類敏銳的。

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