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  • 壹、前言
    臺灣位於歐亞板塊和菲律賓海板塊之反衝地帶,地震活動十分頻繁,平均每年大小地震超過四千個,其中有感地震可達二百餘個。臺灣地區常受到地震侵襲,在本區從事地震觀測和地震研究是十分重要的事。
    日本人於公元一八九七年十二月,在臺北中央氣象局之現址建立了第一個地震觀測站。在這以前,除了少數文獻涉及地面斷裂外,絕大部份的資料都是震災報告。雖然適當而且深入地分析這種資料,可提供震源的訊息,但總歸是粗略和可靠性低。由這種資料所推得的地震通常稱為「文獻記載地震」和「歷史地震」。
    自一八九七年日本人開始設站,到光復後由我政府增建,而完成了目前所謂「中央氣象局地震觀測網」。早期這個測震網僅可偵測到大、中級的地震。為了研究地震活動、地體構造和地震預測,除了大、中級地震,更需要小及微小地震。政府有鑒於此,在一九六七年由國科會邀請國內外專家,共同協商建立了目前屬於中央研究院地球科學研究所之「臺灣遷記式地震觀測網」。有了地震觀測網後,地震專家才能定量且準確地分析震源的性質和地震活動之時空分佈。通常稱這種由儀器偵測而定的地震為「儀器記錄地震」。
    為了幫助初學耆了解地震,在第二節將首先介紹數個常用的地震學名詞。其他各節分別為:第三節介紹主要的歷史地震;第四節介紹地震觀測;第五節介紹地震活動;第六節介紹地震災害。

 
  • 貳、常用的地震學名詞
    以下為常用地震學名詞,於此簡單地介紹其意義。如果想要更深入地了解,可參考徐明同教授所著的「地震學」。 地震:地球內之局部,突然發生急速激烈運動,產生彈性波向各方傳播,引起地面震動的現象。 地震波:地震發生時,在地球內部及地表傳播的波動;主要有P波(為縱波)、S波(為橫波)及表面波。 震源:地震發生之小區域。 震央:震源在地球表面之垂足。 震度階段:表示人體所感覺到之地震動強弱的尺度,和加速度有關,其分級見附表一。 地震規模:量度地震本身大小的尺度,由地震波的最大振幅或總振動長決定,與地震所釋出之能量有關。 主震:一地震系列中,規模最大者稱為主震。 前震:地震系列中,主震前發生之地震。 餘震:地震系列中,主震後發生之地震。 群震:地震系列中,各地震之規模大致相同,沒有一特別大的主震。

 
  • 參、主要歷史地震
    雖然殷商大夫夏革就已敘述到臺灣,當時他稱臺灣為岱輿或員嶠(見「列子‧湯問篇」)。此後,陸續就有不少人由大陸到達臺灣。但最旱有關臺灣地震的記載是荷蘭人留下。荷蘭人凡倫泰因所著「新舊東印度誌」記有:一六二四年(明代天啟四年),荷人佔領臺灣;旋即開始建築「海地」等城堡,最先感覺警愕著為臺灣附近地形之隆起與大量泥沙之堆積,颱風及當時連續不斷之地表。到了永曆十五年(西元一六六一年)黃叔璥的「臺海使種」之「赤嵌筆錄‧記異」中提到:荷蘭為鄭成功所敗,地大震。
    清朝之主臺灣之後,官代的地震記錄就散見在各種的府志、縣志、摺章和史科上。當然也有不少民間的記錄。這些歷史檔案,故臺大歷史系方豪教授曾加以整理,並於五十七年出版「廿世紀以前臺灣地震紀錄彙考」。後來臺大歷史系徐泓教授在國科會支持下,將這些史料再加整理;並加上霜雪冰雹、旱災、洪災與風災史料,出版了「清代臺灣天然災害史料彙編」。雖然標題為清代,但實際上也含有明代的少許史料。
    最近幾年來有兩位地震學家應用現代地震學的知識,分析這些史料,以推部份較大地震的最大震度和規模。徐氏(徐明同1983年1985)分析了廿八個歷史地震學而蔡(Tsai, 1985)分析了第一個。依據他們的分析,最大的歷史地震發生於清光緒十九年三月二十六日(西元一八九二年四月二十二日),震央在臺南安平附近,規模達7.5。所幸這次大地震沒有造成重大災害。造成最大傷亡的歷史地震是清同治六年十一月十三日(西元一一六七年十二月十八日)的基隆外海地震,這次地震引成大海嘯,造成數百人死亡。幾個比較大的歷史地震列於附表二。

 
  • 肆、地震觀測
    目前臺灣地區有兩個地震觀測網,從事每月的測震作業。其中一個就是屬於中央氣象局的測震網。該網在一九八○年以前共有十七個測震站(見附圖一),其儀器大多數是使用數十年之機械型地震儀,種類很多,保養不易。而且有不少儀器年已停止生產,零件維護十分困難。為了改進以上的缺點,自一九八○年起,除了鞍部站(其為國際站)、玉山站及蘭嶼站(這兩站缺電源)外,其餘各站之地震儀陸續更新,到一九八二年全部完成。目前該局已積極地努力增建測站,以改進地震觀測。
    另外的一個測震網就是屬中央研究院地球科學研究所的臺灣匯記式地震觀測網。迄今測震站的總時已達廿個(見附圖二)。發生在臺灣本島及周圍(主要在北緯廿一度到廿六度,東經一一九度到一二三度間),規模大於一的地震,均能由全部或部份測震站偵測站偵測到。地震波由野外測震站的感應器接收後,經過放大及調變,然後傳輸到臺北的紀錄中心。
    當地震紀錄圖由紀錄器出現後,資料處理人員首先讀取P波和S波的到達時和訊號之總振動時間,用於決定震源位置、發震時及規模。最後將所得的資料,每三個月出版一期臺灣地震紀錄,全年共四期。

 
  • 伍、地震活動
    圖三及圖四分別為一九七三年以來臺灣地震的震央分佈圖和立體投影圖。由這兩張圖可見:地震活動的空間分佈並不均勻。東北部震央分佈最為密集,東南部次之,而整個西部地區最為安靜。由圖四更可看到兩個很特別的地震帶:一個是北緯廿四度遂漸向北隱沒而達海平面下150公里的帶,而另一個是從東經121°30’,遂漸向東隱沒而也達海平面以下150公里的帶。一般認為前者是菲律賓海在臺灣附近的隱沒帶;而後者是來自於南中國海的擴張作用。當然後者的成因還在探討中。
    依據這兩張圖,蔡等人(Tsai et al., 1977)將臺灣分成三個地震帶:(1)東北地帶、(2)東部地震帶和(3)西部地震帶。這三個地震帶是由圖三中之實線和虛線來界定。他們更認為:AB段為歐亞和菲律賓海面板塊之交界;BC段為菲律賓板塊向北隱沒之起線;BD段為隱沒帶之西緣。
    圖五為臺灣地質分佈之簡圖。王等人(Wang et al., 1983)和王(Wang, 1988)比較了地震活動與地質分佈。現在將他們的結果簡述如下。中央山脈東部的變質岩帶的地震活動很低。西部麓山帶之褶皺衝斷帶的地震活動相當頻繁。西部海岸平原及臺地除了嘉南一帶外,地震活動亦低。臺南外海有一少的高活動帶,這與當地的海底構造有密切關係。在雪山山脈附近,地震活動達到地下100公里,這是一件十分奇特的現象。東北部頻繁的地震活動可能來自於兩種原因:中深層的地震是由於菲律賓海板塊的隱沒作用;而落層地震則來自琉球海槽在此的擴張作用。北部大屯火山群附近的地震活動較不明顯。

 
  • 陸、地震災害
    地震是由於地層在短時間很劇烈地變動。這種變動所放出來的能量是十分驚人。例如一九六四年白河大地震所釋放的能量大約是1022爾格,相當於2.9×108瓩小時的電力,約為第二次世界大戰中轟炸日本廣島和長崎的原子彈所放出的能量。地震的規模愈大,釋放的能量愈大,而且是以指數的方式成長。雖然地表通常發生在深部,而且能量是向四面八方放出,但仍舊在震央附近可造成災害。自人類歷史以來,地震造成大災害的記載十分地多。世界上造成最大災害的地震是一五五六年一月廿三日發生於甘肅的大地震,死亡人數達八十三萬。
    明清以來,史料記載了許多有災害的臺灣地震。最嚴重的一次是發生在民國廿四年四月廿一日早晨的新竹─臺中大地震。該地震的規模為7.1,震央位置大約在苗栗縣三義鄉,震源深度約十公里。主震及餘震造成新竹、苗栗和臺中地區3279人死亡和12053人受傷;住屋全倒達17907間;半倒有36871間。當時的房子大都用土磚造成,當受到地震波搖動後,很容易倒下,造成人畜的傷亡。寺廟、機關建築物和水泥紅磚式的建築物僅有損壞而沒倒下。大安溪兩邊的缺也受到嚴重的破壞,有些彎曲、有些移位。此外也可有許多山崩、地裂、陷落、斷層、落石堆等。
    這次的地震所幸沒有造成人災,否則災害會更大。世界上有幾個大地震,如一九○六年的舊金山大地震和一九二三年東京大地震,均引起火災,造成了更大的損害。民國五十三年一月十八日的白河大地震也在嘉義市引起大火,延燒達三小時,被燒面積達240平方公尺。
    由震災的觀點而言,東部和西部的地震略有不同。東部的地震通常在外海且較深,再加以東部人口較少,雖然地震頻繁,震災仍然不大。反之,西部的地震主要在陸地上且較淺,人口稠密,再加上原的沖積層,雖然地震較少,但震災卻較嚴重。
    民國七十五年十一月十日發生了一件異常的例子。震央在花蓮外海的地震在臺北造成數十人的死亡以及一棟現代化大樓的損壞。這現象與七十四年九月墨西哥大地震的情況很相似。原因牽涉到盆地的震波影響和土木建築的間題,已成為新的研究課題。
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