地震成因與分佈

根據聯合國統計顯示已開發國家會透過對自然環境的瞭解來減少災害發生 的機會與威脅，並透過各種方式來讓災害發生時的損失減至最少（林俊全，

2004）。因此，生活在環太平洋地震帶上的我們也必須先對地震多些瞭解來規劃 出防震減災的因應之道，以下對地震的成因及地震的分布來做探討。

一、地震的成因

在科學尚未昌明的時代，因為人們對於自己視野所不及的事物總是充 滿著需多想像力，因此世界各地都有著關於地震的古老傳說。日本人將其歸 因於地下底熟睡的鯰魚從熟識中醒來造成地震；西伯利亞群島人認為載著地 球跑的狗而因身上有跳蚤在抓癢而成地震；北美的印地安人認為地底下住著 一隻巨大烏 ；蒙古人則人為地底下有一隻大青蛙；十八世紀前的西方人認 為地震是上帝對異教徒的一種嚴厲的懲罰；紐西蘭的毛利族認為火山與地震 之神羅奧摩柯在母親低頭餵乳時，不小心被壓入地面，此後就不斷咆哮，並 噴出火焰；亞里斯多德認為和緩的地震是地球內部的風吹出洞穴而來，而嚴 重的地震是吹入地下洞窟的大風所造成的；智利南部、古希臘羅馬與義大利 把地震歸因於蛇；中國認為是龍震撼大地；高加索地區認為地震是因大牛在 地上搖撼它的犄角之故；台灣、希伯來人和薩諾斯也都認為是牛造成地震；

（蔡衡、楊建夫，2004；Levy & Salvadori，莊安祺譯，1997）

直到十八世紀中，有科學家紀錄了義大利南部卡拉布里亞的大地震，此 後地震學的研究才逐漸擺脫神話和迷信（Levy & Salvadori，莊安祺譯，

1997）。美國的 Reid 於 1906 年研究舊金山地震後提出「彈性彈回論」，他認 為地殼是有彈性的，而地球內部有一種推動地殼岩層的力量，岩層長期間受 到扭曲或變形，如果超過其彈性極限，會突然折斷而產生劇烈移動便會釋放 出之前被扭曲時所儲存的能量，這就是地震機制。接下來日本的田志博士從 地震波 P 波的觀察中發現了地震的「推起」與「下拉」現象，而提出了地震 的「四象限型」模式；本多弘吉博士於 1950 年代末期再配合力學觀念，利 用數學解析「四象限型」模式，提出了「雙偶力（double couple）理論」，

確立了地震是斷層運動的新觀念（阿不勝征，2000，李毓昭、張佳微和譯）。

隨著科學研究理論的演進，目前科學家將地震發生的成因主要分成自然的與 人為的。

（一）自然的地震：

自然的地震以板塊運動形成的構造性地震為主，由於外地核加熱了 地函，而使地函也產生了對流作用，使地函也產生了對流作用，帶動了 覆蓋在上方的板塊進行板塊運動。當斷層錯動斷裂滑動時，長期積蓄下 來的應變能量在瞬間變成摩擦熱和地震波釋放出來，地震波所因起的地 盤震動即是地震的開始。

另外尚有火山爆發，火山爆發前大量岩漿已在地底聚集膨脹，可使 岩層斷裂或使原有的斷裂再度發生變動，產生地震，同時這也是火山爆 發的前兆，火山爆發後，由於地下塌陷同樣會再造成地震。隕石撞擊、

山崩、洞穴塌陷、礦坑落磐都會引起地震，不過這些數量都不多，規模 亦較小。

（二）人為的地震：

人為的地震有人工爆破、開鑿隧道、核子試爆、震測探勘、開採油

田、水庫蓄水、地下水補助等，目前這類地震規模不算大，但在施工前 需估計其可能性以確保安全。（黃朝恩，1991；中央氣象局，2005）

地震發生時多數是由一系列的地震接踵而至，在主要地震發生前，常常 會有小震動，表示地下岩石中所積聚的應力已達臨界點，隨時可能發生地 震，稱做「前震」（何春蓀，1990），由於是較小且持續時間短的地震，有時 候會感覺不到，甚至有的地震是沒有「前震」的。接著就是造成地表大幅度 震盪的主要地震。稱為「主震」，主震過後便是搖晃程度較主震小的「餘震」， 有時餘震搖晃程度雖小，但因主震已將建築物的結構破壞，因此接下來的餘 震也可能造成更大的災情，不得不多加留心及注意（蔡衡、楊建夫，2004）。

地震發生時，震源所引起的擾動以彈性波來傳播，主要分為「體波」及

「表面波」

兩種。地震剛發生時首先產生「體波」穿透地球內部，分為 P 波（primary wave

）和 S

波(secondary wave)，P 波的粒子沿震波傳遞方向前後震動，介質會交替產生 壓縮與膨脹，如同聲波，它的速度最快，每秒 6 公里的速度穿越土石，穿 越水時只有三分之一；S 波的粒子與震波傳遞方向垂直震盪，介質會因地震 性質上下、左右（或兩者兼具）扭曲，它的速度每秒 3 公里，因為震動頻 率較低與振幅較大導致速度較慢，但比 P 波危險。體波傳至地球表面之後 造成「表面波」，可分為樂夫波（love wave）和雷利波（rayleigh wave），樂 夫波傳遞方向與粒子的測向震動方向垂直，不過振幅會隨深度快速下降，

速度與性質都像 S 波，造成了我們在地震中所感受到的地面搖晃雷力波會 繞著與震波方向垂直的橢圓運動，振幅會深度而減少，它的頻率低及振幅 大，像長浪一樣起伏，每秒速度不到 3 公里（蔡衡、楊建夫，2004；Levy &

地震」的震源深度在地面以下 70 公里內，有時 0～30 公里稱為「極淺地震

」。「中源地震」的震源深度在地面以下 70～300 公里間。「深源地震」的震 源深度在地面以下超過 300 公里的地震。如果地震發生在人口稠密區，通常 以淺層地震所釋放出來的能量最大及造成的災害最為嚴重。

地震的大小及發生位置可經由體波及表面波的計算獲得。地震的震度是 以在地表所測到的加速度為依據，目前我國氣象局報導的地震所採用的是目 前世界通用的「芮氏地震規模」，主要將震度分為 0-7 等級，共八個等級。

等級越大表示地震所釋放出來的能量越多。

在地震預測方面，地震預測就是希望能在地震前預知其「時間」、「地 點」、「大小」來降低生命財產的損失（阿不勝征 2000，李毓昭、張佳微 和譯）。而目前許多科學家正從事預報地震的研究，最主要有觀察岩石的物 理變 化、地下水面的變化、岩石的電阻和磁力性質變化、地上水面高低、

水的顏色、水的化學性質和溫度變化、井水中氡氣含量、動物的不安行為來 做地震指示（何春蓀，1990）。

中國大陸在過去數十年已經組織了許多農民、學生、教師、士兵和地震 學者形成網路，

來研究地震前兆。在 1975 年中國遼寧海域，因發現冬眠的蛇跑出洞口凍死等動 物及物理異常現象，經國家發布之後，後來果真發生規模 7.5 的大地震，由於 人民事先已經被疏散了，

因此解救了數千人的生命。然而，隔年 1976 年中國北部發生了著名的唐山大地 震，造成

25 萬人喪生的慘重災情，由於地震來時完全無徵兆，動物行為無異常，因此顛 覆了利用動

物異常行為觀測的想法，蘇聯也曾對大地震前的動物異常行為觀測，並發布西 伯利亞將有大地震的消息，然而地震並為發生，反而導致很多人凍死西伯利亞

（Levy & Salvadori，莊安祺譯，1997，蔡衡、楊建夫，2004）。由此可知對於

地震前兆的判斷標準無一定的規準，地震預測的準確性是受到質疑的。

美國地質調查所為了預測地震於 1984 年在 Parkfield 佈署地震、大地測量、

地球化學分析等許多精密的儀器，日本於 1978 年在 Suruga 地區也同樣設法預 測地震，但預期的結果皆沒有發生。因此可發現地震預測相當困難（蔡衡、楊 建夫，2004）。人類可能永遠不能夠完全滿意地精確預知地震的時間和地點，

但他至少可以學習如何和地震共處，以獲得相對性的安全（黃朝恩，1991）。

所以，事先做好預防工作來降低災情的損失才是當務之急。

二、地震的分布

全球的地震主要集中在幾條狹窄的地帶上，因此稱之為地震帶。主要分 為「環太平洋地震帶」：全世界約有 80％的地震發生於這裡，它的分佈從南美 安地斯山脈南端經中南美洲西海岸到北美洲，再經阿拉斯加、阿留申、千島群 島、日本、琉球、台灣、菲律賓、印尼到紐西蘭止，恰環太平洋一周，由於它 也是火山分佈地帶，所以又稱做「火環」，所有深源、中源、淺源地震皆有發 生。「歐亞地震帶」：又稱地中海地震帶，此地震帶成東西走向，從地中海北岸 開始，經義大利、西西里島、土耳其、伊朗、巴基斯坦、印度北方到中國青藏 高原邊界，其分支又延伸到新疆、甘肅、陝西等地，全世界約有 15％地震發 生在此地，並以中源、淺源為主。「中洋脊地震帶」：分佈在大西洋、印度洋、

東太平洋脊北極海等中洋脊上，全世界約有 5％的地震發生在這裡，且多屬於 淺源地震。另外如 1882 年的美國密蘇里州新馬德里和 1976 年河北唐山，地點 雖在大陸的內部，但因為內部地殼的應力超越了岩石強度，因此也產生破壞性 相當強的地震（何春蓀，1990；蔡衡，楊建夫，2004）。

台灣位於亞洲大陸東南緣，就地殼構造運動及岩性而言，地處歐亞大陸板 塊與菲律賓海板塊的碰撞區，菲律賓海板塊每年以 7-8 公分的速度撞上歐亞大 陸板塊，造成台灣島的隆升，中央山脈每年平均上升 0.5-1 公分，也引發了許

台北南方經台中、嘉義而至台南，主要是台灣的沖積平原與丘陵地帶，地震次 數少，但餘震多，範圍廣闊，震源淺，餘震多，地殼變動激烈，加上人口密集，

因此較可能造成嚴重的災情。東部地震帶：北起宜蘭東北海底向南南西延伸，

經花蓮、新港到台東一直到呂宋島。此帶北端自宜蘭與環太平洋地震帶延伸至 西太平洋海底相連，特徵是地震次數多，震源較西部深。東北部地震帶：此帶

經花蓮、新港到台東一直到呂宋島。此帶北端自宜蘭與環太平洋地震帶延伸至 西太平洋海底相連，特徵是地震次數多，震源較西部深。東北部地震帶：此帶