本 章 內 容 包 含 四 節 , 第 一 節 為 認 識 地 震 與 地 震 災 害 ; 第 二 節 為 防 震 教 育 的 重 要 性 ; 第 三 節 為 國 民 小 學 防 震 課 程 教 材 之 探 討 ; 第 四 節 防 震 教 育 相 關 研 究 , 茲 分 述 如 下 :
第 一 節 認識地震與地震災害
本 節 依 一 、 認 識 地 震 ; 二 、 台 灣 的 地 震 災 害 兩 部 分 加 以 說 明 。 一 、 認 識 地 震
主 要 內 容 包 括 何 謂 地 震 、 地 震 的 成 因 、 斷 層 的 種 類 、 地 震 序 列 、 地 震 波 種 類 、 地 震 規 模 與 震 度 、 地 震 預 測 與 測 報 等 , 分 述 如 下 。
( 一 ) 何 謂 地 震 :
地 層 受 到 應 力 作 用 而 變 形 , 累 積 能 量 到 地 層 無 法 承 受 時 產 生 斷 裂 錯 動,並 於 短 時 間 內 彈 跳 到 新 的 平 衡 位 置,能 量 釋 放 時 , 產 生 一 種 彈 性 波 , 將 能 量 向 四 面 八 方 傳 送 , 稱 為 地 震 波 , 地 震 波 到 達 地 表 時 , 引 起 的 震 動 , 即 所 謂 地 震 ( 羅 俊 雄 , 1999)。
( 二 ) 地 震 的 成 因 :
地 震 可 分 為 自 然 地 震 與 人 工 地 震 : 1.自 然 地 震
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 ( 中 央 氣 象 局 , 2007b)。
2.人 為 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 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 , 1998)。
( 三 ) 斷 層 的 種 類 :
斷 層 經 常 是 地 震 釋 放 能 量 的 地 方,斷 層 是 一 種 破 裂 性 的 變 形 , 兩 側 岩 層 延 著 破 裂 面 ( 斷 層 面 ) 發 生 相 對 移 動 , 或 上 下 或 前 後 左 右 , 依 斷 面 傾 斜 角 度 將 兩 側 岩 層 分 為 上 磐 及 下 磐 , 就 相 對 移 動 , 分 為 :
1.正 斷 層 : 上 磐 對 下 磐 相 對 向 下 移 動 。 2.逆 斷 層 : 上 磐 對 下 磐 相 對 向 上 移 動 。
3.橫 移 斷 層:以 觀 測 者 面 對 斷 層 相 對 之 左 右 移 動( 何 春 蓀,1990)。
( 四 ) 地 震 序 列 :
相 同 地 震 發 生 特 性 ( 如 時 、 空 ) 之 地 震 , 依 其 發 生 時 間 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 續 之 所 有 地 震 , 包 括 前 震 、 主 震 、 餘 震 及 群 震 ( 蔡 衡 、 楊 建 夫 , 2004; 中 央 氣 象 局 , 2007b)。 其 定 義 又 分 別 如 下 :
1.前 震 ( Foreshock): 同 一 系 列 之 地 震 中 , 於 主 震 之 前 發 生 的 地 震 稱 之 。 有 時 前 震 發 生 時 間 非 常 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( Aftershock): 同 一 系 列 之 地 震 中 , 主 震 之 後 發 生 的 地 震 稱 之 。
4.群 震 ( Swarm Earthquakes): 同 一 系 列 之 地 震 中 , 其 大 小 無 法 區 分 何 者 為 主 震 之 地 震 , 或 稱 之 為 頻 發 地 震 。
( 五 ) 地 震 波 種 類 :
地 震 波 依 傳 播 路 徑 可 分 為 兩 大 類 :
1.體 波 ( body wave): 可 在 地 球 內 部 傳 播 , 依 波 動 性 質 之 不 同 又 分 為 : 壓 縮 波 ( P 波 )、 剪 力 波 ( S 波 )。
2.表 面 波 ( surface wave): 沿 地 球 表 層 或 地 球 內 部 界 面 傳 播 , 主 要 可 分 為 : 洛 夫 波 、 雷 利 波 。
地 震 發 生 時,在 震 源 引 起 的 擾 動 以 彈 性 波 自 震 源 向 四 面 八 方 傳 播 , 經 過 地 球 內 部 或 沿 地 球 表 面 傳 播 , 產 生 體 波 和 表 面 波 。 如 果 先 不 考 慮 地 震 波 動 的 衰 減 與 幾 何 擴 散 特 性 , 那 麼 在 地 表 所 感 受 到 的 振 動 應 該 是 先 由 P 波 引 起 的 短 週 期 上 下 振 動,隨 後 為 由 S 波 引 起 的 短 週 期 水 平 振 動,最 後 是 由 表 面 波 引 起 的 長 週 期 振 動 ( 中 央 氣 象 局 , 2007b)。
( 六 ) 地 震 規 模 與 震 度 :
規 模( Magnitude)是 用 以 描 述 地 震 大 小 的 尺 度 , 係 依 其 所 釋 放 的 能 量 而 定 , 以 一 無 單 位 的 實 數 表 示 。 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 1935 年 所 創。地 震 之 大 小 若 以 規 模 區 分,則 規 模 小 於 3.0 者 稱 微 小 地 震 , 等 於 或 大 於 3.0 而 小 於 5.0 者 稱 小 地 震 , 等 於 或 大 於 5.0 而 小 於 7.0 者 稱 中 地 震 , 等 於 或 大 於 7.0 者 稱 大 地 震 。 通 常 地 震 規 模 愈 大 , 它 所 釋 放 的 能 量 亦 愈 大 , 當 然 所 導 致 的 災 害 也 愈 大 , 但 仍 須 視 震 央 與 人 口 的 稠 密 地 區 的 遠 近 而 定 。 一 般 地 震 規 模 在 2.5 或 以 上 的 地 震 才 能 感 覺 到;在 4.5 可 能 有 局 部 輕 微 的 災 害 ;
在 7.0 以 上 時 必 定 會 造 成 重 大 的 災 害 , 而 全 世 界 的 地 震 站 都 可
( 七 ) 地 震 預 測 及 地 震 測 報 :
地 震 預 測 是 指 在 地 震 發 生 之 前 , 能 夠 明 確 地 指 出 地 震 發 生 的 時 間 、 地 點 、 規 模 、 震 度 或 可 能 造 成 之 地 震 災 害 等 資 訊 。 截 至 目 前 為 止 , 地 震 預 測 技 術 仍 在 試 驗 及 研 發 階 段 ( 阿 部 勝 征 , 2000)。從 古 地 震 研 究 中,雖 然 可 以 獲 得 古 代 地 震 的 資 料,但 是,
要 預 測 下 一 次 地 震 的 發 生 時 間,仍 有 一 段 差 距( 陳 文 山,2002)。 地 震 預 測 不 只 在 科 學 上 有 困 難 , 在 實 際 執 行 上 也 有 困 難 , 地 震 學 家 因 而 轉 向 研 究 , 將 更 多 心 力 放 在 降 低 地 震 災 害 的 研 究 工 作 上 ( 馬 國 鳳 , 2003)。
地 震 測 報 即 是 在 地 震 發 生 後 , 能 夠 快 速 且 正 確 得 到 地 震 資 訊 , 包 括 地 震 發 生 時 間 、 震 央 位 置 、 震 源 深 度 、 地 震 規 模 、 以 及 各 地 震 度 等 最 基 本 的 參 數 , 透 過 媒 體 公 布 給 大 眾 知 道 ( 辛 在 勤 , 2002)。 日 本 已 經 在 全 國 各 地 裝 設 了 1000 個 地 震 儀 , 將 啟 動 全 世 界 第 一 套 地 震 預 報 系 統 , 這 些 地 震 儀 一 旦 偵 測 到 大 地 震 , 會 立 刻 發 出 警 報 , 通 知 民 眾 , 提 早 走 避 , 減 少 傷 亡 ( 陳 誼 芩 , 2007)。 台 灣 擁 有 全 世 界 密 度 最 高 的 地 震 測 站 , 在 地 震 發 生 時 , 可 以 快 速 訂 出 震 央 位 置 、 規 模 及 深 度 , 並 掌 握 各 地 的 震 度 分 布 , 並 啟 動 地 震 預 警 系 統 , 對 相 關 單 位 及 大 眾 提 出 警 告 , 使 大 眾 運 輸 系 統 和 維 生 線 系 統 在 這 黃 金 時 間 內 , 及 時 停 止 運 作 或 關 閉 , 減 少 地 震 引 起 的 二 次 災 害 ( 黃 明 偉 、 吳 子 修 , 2007)。
由 上 可 知 , 若 能 認 識 地 震 的 基 本 概 念 - 地 震 成 因 、 斷 層 的 種 類 、 地 震 序 列 、 地 震 波 的 種 類 、 地 震 規 模 、 地 震 震 度 、 地 震 預 測 及 地 震 測 報 等 , 平 時 對 於 地 震 資 訊 , 就 能 正 確 解 讀 , 做 好 各 項 防 範 措 施 , 地 震 發 生 時 , 能 立 刻 避 難 逃 生 , 將 傷 害 減 到 最 低 。
本 研 究 所 設 計 的 防 震 教 學 模 組 活 動 一 「 什 麼 是 地 震 」, 就 是 將 地 震 的 基 本 概 念 編 入 教 材 , 讓 學 生 從 教 學 活 動 中 知 道 「 什 麼 是 地 震 」, 以 提 升 學 生 的 防 震 知 識 、 態 度 及 行 為 。
二 、 台 灣 的 地 震 災 害
( 一 ) 台 灣 的 地 震 帶 :
根 據 板 塊 構 造 學 說 , 台 灣 位 於 歐 亞 大 陸 板 塊 與 菲 律 賓 海 板 塊 的 交 接 處,這 兩 個 板 塊 每 年 以 7~ 8 公 分 的 速 度 互 相 碰 撞,造 成 今 日 台 灣 為 多 震 區 域。台 灣 地 震 帶 主 要 有 三( 蔡 衡、楊 建 夫 , 2004; 林 俊 全 , 2004; 中 央 氣 象 局 , 2007b): 如 圖 1
1.西 部 地 震 帶
自 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 較 少 , 但 餘 震 較 頻 繁 , 持 續 時 間 較 短 暫 , 範 圍 廣 大 , 災 情 較 重 , 震 源 淺 ( 約 10 餘 公 里 ), 地 殼 變 動 激 烈 , 此 處 人 口 密 集 , 因 此 較 可 能 造 成 嚴 重 災 情 。
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 130 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 。
圖 1 台 灣 三 大 地 震 帶
( 二 ) 地 震 引 起 的 災 害 :
羅 俊 雄 ( 2001) 指 出 在 台 灣 有 90% 以 上 的 地 震 是 由 斷 層 的 錯 動 所 引 起 的 , 根 據 中 央 地 質 調 查 所 的 資 料 顯 示 , 台 灣 主 要 的 活 斷 層 共 有 51 條,隨 時 都 有 可 能 形 成 地 震 災 害。地 震 對 於 人 畜 直 接 造 成 傷 害 的 機 會 不 大 , 但 對 於 人 為 構 造 物 因 受 了 劇 烈 的 地 震 動 , 而 致 倒 塌 崩 潰 , 繼 而 殃 及 人 畜 者 , 損 失 往 往 非 常 嚴 重 。 地 震 時 或 地 震 後 , 可 能 導 致 的 損 害 如 下 ( 林 俊 全 , 2004; 林 雪 美 , 2004; 中 央 氣 象 局 , 2007b):
1.房 屋 建 築 物 倒 塌 , 尤 其 公 共 建 築 物 如 戲 院 、 學 校 、 醫 院 、 市 場 等 人 口 密 集 的 地 方 , 最 易 引 起 重 大 的 傷 亡 。
2.水 壩 崩 潰 , 水 庫 開 裂 , 河 堤 決 口 , 致 而 洪 水 氾 濫 引 起 水 災 。 3.房 屋 、 電 線 桿 倒 塌 , 引 起 電 線 走 火 , 以 及 瓦 斯 、 煤 氣 、 爐 灶 等
失 火 , 造 成 火 災 。
4.公 路 塌 方 , 橋 樑 斷 裂 , 路 面 突 起 或 下 陷 , 造 成 交 通 阻 塞 , 以 致 消 防 車 、 救 護 車 無 法 出 動 施 救 , 擴 大 災 情 。
( 三 ) 台 灣 百 年 十 大 地 震 :
中 央 氣 象 局 地 震 網,地 震 紀 錄 自 1991~ 2004 年 之 年 平 均 值 增 為 18,649 次( 每 月 平 均 約 1,554 次 ),其 中 多 數 為 無 感 地 震 , 有 感 地 震 之 年 平 均 值 約 為 1,047 次 。 台 灣 近 百 年 來 曾 發 生 多 次 災 害 性 地 震 , 如 表 2, 造 成 極 嚴 重 之 人 員 死 亡 財 產 損 失 ( 中 央 氣 象 局 , 2007a)。
表 2 台 灣 地 區 百 年 來 十 大 地 震 傷 亡 損 失 表 ( 依 死 亡 人 數 統 計 ) 台 灣 地 區 百 年 來 十 大 地 震 傷 亡 損 失 表 ( 依 死 亡 人 數 統 計 )
時 間 震 央 規 模 死 亡 受 傷 房 屋 受 損
1935.04.21 新 竹 關 刀 山 7.1 3,276 12,053 54,688 1999.09.21 南 投 集 集 7.3 2,456 10,718 106,685 1906.03.17 嘉 義 民 雄 7.1 1,258 2,385 20,987 1941.12.17 嘉 義 市 中 埔 7.1 358 733 15,606
1904.11.06 嘉 義 附 近 6.3 145 158 3,840
1964.01.18 台 南 白 河 6.5 106 653 40,965
1946.12.05 台 南 新 化 6.3 74 482 4,038
1951.10.22 花 蓮 東 南 東 7.3 68 856 2,382
1917.01.05 埔 里 附 近 5.8 54 85 755
1935.07.17 後 龍 溪 口 6.2 44 391 7,621
資 料 來 源 ( 中 央 氣 象 局 , 2007a)
( 四 ) 地 震 防 範 措 施
蔡 衡 、 楊 建 夫 ( 2004) 認 為 平 時 就 應 具 備 基 本 地 震 知 識 , 關 心 災 害 的 知 性 資 訊 外 , 擁 有 正 確 防 震 觀 念 , 必 可 減 少 災 害 。 李 春 生 ( 1997) 指 出 , 天 然 災 害 發 生 時 , 有 緊 急 應 變 的 能 力 與 適 當 應 變 的 態 度 , 是 現 代 教 育 中 很 重 要 的 一 環 。 可 以 知 道 , 平 時 就 需 針 對 地 震 前 、 地 震 時 、 地 震 後 的 相 關 防 範 措 施 , 加 以 注 意 並 減 災 應 變 復 原( 中 央 氣 象 局,2007a;台 中 市 消 防 局,2007):
1.地 震 前
( 1) 準 備 乾 電 池 、 收 音 機 、 手 電 筒 、 滅 火 器 及 急 救 藥 箱 , 並 告 知 家 人 儲 放 的 地 方 及 使 用 方 法 。
( 2) 知 道 瓦 斯 、 自 來 水 及 電 源 安 全 閥 如 何 開 、 關 。
( 3) 綁 牢 家 中 高 懸 的 物 品 , 鎖 緊 櫥 櫃 門 閂 。
( 4) 重 物 不 要 置 於 高 架 上 , 栓 牢 笨 重 家 具 。
( 5) 知 道 地 震 時 家 中 最 安 全 的 地 方 。
( 6) 教 師 ( 尤 其 中 、 小 學 校 ) 應 經 常 於 課 堂 宣 導 防 震 常 識 , 教 導 學 生 避 難 事 宜 ; 學 校 應 定 期 舉 行 防 震 演 習 。
( 7) 教 室 的 照 明 燈 具 、 實 驗 室 的 櫥 櫃 及 圖 書 館 的 書 架 應 加 以 固 定 。
( 8) 辦 公 室 及 公 共 場 所 應 經 常 檢 驗 防 火 和 消 防 設 備 。
( 9) 機 關 、 團 體 應 規 劃 有 關 緊 急 計 畫 , 並 預 先 分 配 、 告 知 緊 急 情 況 時 各 人 的 任 務 以 及 應 採 取 的 行 動 。
2.地 震 時
( 1) 在 室 內 者 應 立 即 熄 滅 火 種 , 關 閉 電 源 以 防 火 災 , 然 後 奔 逃
( 1) 在 室 內 者 應 立 即 熄 滅 火 種 , 關 閉 電 源 以 防 火 災 , 然 後 奔 逃