強震震歪地軸 自轉變快

http://www.worldjournal.com/view/full_news/7098707/article-%E3%80%8A%E7%A7%91%E5%AD%B8%E9%AE%AE%E7%9F%A5%E3%80%8B%E5%BC%B7%E9%9C%87%E9%9C%87%E6%AD%AA%E5%9C%B0%E8%BB%B8-%E8%87%AA%E8%BD%89%E8%AE%8A%E5%BF%AB?instance=wjweekly

今年2月底智利發生規模8.8大地震，強大威力改變了地球的質量分布。美國太空總署（NASA）科學家計算後發現，智利地震導致地軸稍微偏移，地球自轉也快了一點點，讓每天縮短1.26微秒。

「地軸偏移」、「自轉變快」，究竟稀不稀奇？台灣大學地質科學系副教授洪淑蕙指出，這並不算很「炫」的事，因為平常的風能和潮汐，造成地球每天延長或縮短的時間，就超過智利地震的影響千倍以上。更何況「1.26微秒」根本沒人感覺得出來。

每天縮短1.26微秒

洪淑蕙解釋，所謂「地球自轉」可想像地球繞著穿過質心的一條假想軸「質心軸」轉動，智利地震的成因是納斯卡板塊隱沒於南美洲板塊，讓整個球體的質量分布稍微改變，所以造成質心和質心軸些許移動。

至於地球轉動變快，是因為智利地震與「板塊隱沒」有關，可以想像成納斯卡板塊略為「往裡縮」，讓地球整體的轉動慣量變小；但是，地震算是地球自身的「內力」作用，沒有外力干擾，根據角動量守恆定律，地球的角速度變大，轉得快了一些。

洪淑蕙舉例，當冰上的滑冰選手伸展身體時，轉得比較慢；身體一縮起來，就越轉越快了。

各地地震是否連動

每當大地震發生時，民眾常容易想到世界各地的地震是否有「連動關係」？智利、海地、四川地震會不會讓台灣也跟著發生地震？洪淑蕙指出，過去普遍認為地震只和當地地質有關，如果只有這樣，長期的地質觀察應該可以準確預測地震，事實上並非如此。

美國加州的Parkfield地區在1857、1881、1901、1922、1934、1966年都發生過大地震，約25年一次。照理來說，下一次大地震約在1990年附近，但是卻遲至2004年才發生，這就代表地震發生可能不具周期性，不能只靠當地資料判斷。

洪淑蕙認為，地震是全球板塊的一種動態連動行為，如果A地發生大地震，能量傳到B地時，也要剛好讓B地的累積能量超過臨界，才會引發B地地震；換句話說，只要計算地震波傳到另一地的時間，就可以判斷兩個地震有沒有關係。地震學家發現2001年中國青藏高原崑崙地震產生的「洛夫波」在800多秒後傳到台灣中央山脈南段地區，觸發底下斷層錯動，引發一連串微震活動，不過智利、海地、高雄地震發生時間太遠，彼此間並沒有關係。

計算地震波傳遞時間

地球是一個不均勻的球體，以目前人類工程發展看來，運用大規模的鑽探進行地質觀測還是有難度。洪淑蕙說，不過地震波可以輕易穿透地下，就像給地球做「斷層掃瞄」一樣，科學家們再利用地震波到達的時間等資訊，即反推地質現況。

地震發生時，沿地表傳遞的震動為「表面波」（surface wave），振動大致在一個波長深度之內，它的振動方式分為雷利波（Rayleigh wave）和洛夫波（Love wave）

當雷利波通過時，物體在垂直面呈逆時針回轉的橢圓形軌跡振動；洛夫波通過物體則在水平面上前後來回擺動，因振動持續時間比體波長，振幅也較大，所以破壞力最強。

預測地震 科技的未來任務

現今人類科技還沒有辦法準確預測地震，「地震預警」始終是熱門研究議題之一。

台大地質科學系副教授吳逸民運用地震初期的P波（primary或pressure，稱為「壓縮波」），配合「τc法」和「Pd法」預估地震規模，他們和廠商共同開發的「P波警報器」預計在年底上市。

吳逸民利用地震發生前3秒鐘的P波，估計地動位移和速度，算出「平均振動周期參數（τc）」，他發現只要地震規模小於8，τc和地震規模就有正比關係；例如 τc大於2.1秒，地震規模可能大於6.5。「Pd」則是指這3秒鐘P波造成地動位移的最大振幅，若Pd大於0.5公分，後面來襲的S波就可能造成災情。

吳逸民認為，只要善用「τc」、「Pd」兩個參數，可以在地震發生時將反應時間壓縮到10秒，對於震央30公里以外的地方，就能提供即時預警。

他計畫今年將「P波感測器」裝在花蓮地區的20所國小，讓他們自行設定偵測靈敏度，除了幫助推廣防災教育外，也能測驗學童面對地震的心理反應。吳逸民透露，近來他們正洽談國際合作，協助喬治亞、亞美尼亞建立價格低廉的整合預警系統。

民間有自稱能預測地震的「地震奇人」，擁有一些「信徒」，然而吳逸民和中央氣象局地震測報中心主任郭鎧紋都持保留態度。吳逸民認為，「奇人」的體質是否特殊，外人無從得知，但要「預知」地震，一定要有一套標準觀測程序和科學化檢驗過程，否則難以取得公信。

「預測地震不能只靠一個指標，就算有多個跡象，還不一定會準。」吳逸民表示，目前學界已經有大氣電離層狀況、地下水、地磁、地震安靜期、衛星大地測量、地震規模頻率的「b值」等觀測指標。他認為目前最根本的作法還是開挖斷層作整體國土調查、建立地底模型，未來或許我們也可能有預測地震的一天。

淺層地震 易形成海嘯

台灣位於歐亞大陸板塊和菲律賓海板塊交界處，屬於環太平洋地震帶的一部分，地震活動非常頻繁。根據中央氣象局自1994年以來的統計，台灣平均每年會發生1萬5000至1萬8000次地震，其中有感地震超過1000個；某些史料也曾記載地震引發海嘯。

台灣氣象局地震測報中心主任郭鎧紋說，全世界平均每年會發生一次規模8以上的地震、17次規模7的地震。若從1994年以後計算，台灣平均每年約有超過 223個規模4以上、25個規模5以上、2.6個規模6以上、0.1個規模7以上地震發生，換言之規模6以上地震平均約140天1次；規模7以上地震則約 10年才1次。

氣象局正推動「強震即時警報」系統，縮短地震測報時間，趕在破壞性較大的地震波（通常指S波或表面波）尚未到達前，對於較遠的都會區提前數秒至數十秒發出警告，例如火車高鐵減速、天然氣關閉、電梯停靠至最近的樓層等，減少傷亡及損失。

台灣東部是地震發生最頻繁的地區，許麗文說，宜蘭、花蓮一帶正是沖繩海槽擴張帶及板塊碰撞隱沒處，當地地震成因最複雜，而且深、淺地震都有；如果只靠陸上測站，震央在外海的地震就容易有較大誤差。氣象局正在推動「媽祖計畫」，發展「海陸聯合觀測」，預定明年從宜蘭縣頭城鎮的陸上站向海中拉一條45公里的光纖海纜，纜上設立地震儀、海嘯計等儀器，對海嘯預警也有助益。

當淺層地震規模夠大，或造成海底地形變動，讓海面擾動形成長周期的波浪，就統稱為「海嘯」。

許麗文說，海嘯形成與海岸及海底地形有密切關係，所以發生地震時不一定會伴生海嘯。以智利地震來說，除了智利沿海部分地區，太平洋及沿岸地區的水位變化都不超過1公尺。（蔡永彬）

知識補給站 糞金龜 地球上最強昆蟲

全世界最強的人是誰？還沒有定論，但昆蟲界誰最強，可能已經有答案了。英國的科學家經過反覆實驗，最後認定，最愛在大便堆裡爬進爬出的糞金龜，是地球上最強的昆蟲，因為他能拖著體重1411倍的東西跑。

這項研究是英國倫敦大學和西澳大學的學者共同完成，論文發表在最新一期的英國皇家科學會期刊。

倫敦大學瑪莉皇后學院生物及化學科學系的羅伯奈爾教授說，切葉蟻能搬動自己體重50倍的東西，已經夠厲害了，但實驗證明，糞金龜的本事更強，能搬動比自己重1141倍的物品。相當於一個70公斤的人推得動80噸的重物。

奈爾說，地球上，除了南極，到處都找得到糞金龜。他曾經在一坨1.5公斤的象糞裡，發現1萬6000隻。因糞便是這些小動物的主食，澳洲就用他們清除牛糞，成效不錯。之前即有研究發現，糞金龜能加速糞便分解，避免糞便腐敗時引來大量雙翅目害蟲造成病害。

糞金龜是金龜子中特殊的一群，在野外的牛、馬糞便裡翻找，經常能看見一條條甬道，沿著甬道挖就能發現牠們的蹤影。

糞金龜的繁殖行為也很特別，牠們會為子代準備食物（當然也是糞便）。牠們對糞便的處理方式分成兩類，一種是在糞便底下直接挖掘甬道，將糞便堆入甬道末端的巢室中。另一類則是將先把較少份量的糞便堆成圓球，再將糞球推到比較遠的巢室中，台灣有種糞金龜會以倒立方式，用後腳推糞便球前進。

電影「神鬼傳奇」裡有種成群出現會啃食人肉的甲蟲，就是糞金龜的一種，實際上牠們只會推糞球，電影中的情節誇大了。

郭錦萍／輯譯