時至今日,科學家仍未能準確預測地震何時發生

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4 月,一名少年爬上阿勒頗一幢受災震毀的建築,搜尋剩餘物資。 圖片來源:Rami Alsayed/NurPhoto via Getty Images

9 月 8 日,摩洛哥發生 6.8 級地震,是當地至少 120 年來最嚴重的一次,超過 2,800 人死亡。如此強烈的地震在北非甚為罕見,但即使在經常發生地震的地區,仍難免傷亡嚴重,例如土耳其和敍利亞於 2 月發生 7.8 級地震,便有逾 5 萬人死亡,5,600 多座建築物倒塌。近日美國新聞網站 Vox 就整理了有關測量地震的最新資訊

為甚麼會有地震?

當巨大的地殼突然相互移動,就會發生地震。這些構造板塊位於如液態極緩慢流動的地幔頂層,會隨時間互相擠壓,或在彼此之上滑動。板塊相互滑過的表面稱為斷層,移動時的壓力會穿過其邊界;當其中一方被壓倒,就會釋出壓力使大地震動。然而,當其邊緣的壓力使內部變形,地震也可能在板塊內發生,比斷層線上的地震更難測量。

黎克特制震級並非唯一測量方式

1935 年,地震學家 Charles Richter 提出黎克特制地震震級,用來測量地震波的峰值振幅,從而間接估計地震強度。但因為震動會通過不同形狀、大小、密度和排列的岩石傳播,不同地質結構會影響傳播強弱,使得這種測量方式不夠全面和精確。

現時更常被採用的矩震級尺度(moment magnitude scale),會考量多種類型的地震波。專家表示,這些間接測量可能需長達 1 年才能揭示地震的真正規模;因此他們傾向考量地面移動的速度和方向變化,以獲得更精確和實用的指標。

專家無法精確預測地震

2022 年,以色列向軍方警報系統追加地震預警。 圖片來源:路透社

科學家根據過往記錄和地質測量,已能掌握潛在的地震熱點及類型,但仍難以確定地震何時發生,因引發地震的壓力會在廣闊區域內緩慢累積,於狹窄的地區則迅速分散。要預測地震,必需在地下深處進行數十年甚至更長時間的測量。即使發生較大地震前的前震具預示作用,仍難以將它們與定期發生的較小地震區分開來。

2011 年日本東北地震,震央附近的警報傳到 370 公里外的東京,為居民爭取了約 1 分鐘的預警時間。許多國家現正建立預警系統,但專家仍在探討如何向公眾傳達不確定的風險。2009 年,意大利拉奎拉鎮在 1 星期內發生了兩次不同程度的地震,6 名科學家因低估第一次小型地震的後續風險以致 309 人死亡,被判處監禁 6 年。

有些地震是人為的

美國各地將數百萬加侖廢水注入地下,使斷層更容易相互滑過,被美國地質調查局稱為「誘發地震」,例如俄克拉荷馬州於 2014 至 2016 年,就發生約 9,000 次地震。在 2016 年所紀錄的 2,500 次地震中,有 21 宗超過 4.0 級,3 宗超過 5.0 級;比 1980 至 2000 年間平均每年發生兩次 2.7 級或以上的地震有所增加;而「自然地震」發生的次數則未有上升趨勢。此外,從地下水庫快速抽取水亦證實會誘發地震。

為降低地震風險,世界各國都不斷努力

全球約 90% 地震發生在環太平洋地震帶,穿過菲律賓、日本、阿拉斯加、加州、墨西哥和智利等地,擁有全球 4 分之 3 的活火山。當中,墨西哥位於 3 個構造板塊的頂部,加上首都建於已乾涸的湖床上,附近地區的震動會傳導至當地。1985 年在首都發生的地震造成過萬人死亡,其震源位於地表附近,產生地震波波峰與波谷之間的時間相對較長,這種低頻振動足以使摩天大廈搖晃。

地震多發的國家會規範建築,防止或減輕地震傷亡。例如日本會定期更新相關的建築條例。墨西哥於 1985 年地震後,立法要求首都鬆軟湖床土壤上的建築物需能承受一定程度的震動,但僅適用於新建築。阿拉斯加多年來亦一直研究減輕地震損害的策略。

伊朗雖已制定多個版本的國家抗震建築標準,惟當地超過 4 分之 1 人口生活在農村地區,多以泥磚和石頭等傳統材料建造房屋,以致偏遠地區的地震傷亡人數特別高。

未曾發生過大地震而缺乏預防措施及資源的國家,將面臨最大風險。2010 年海地 7.0 級地震導致 15 萬人死亡,主要正是由缺乏統一的建築規範所引致。