地震專文之一
曾慶潭 Ching-Tang Tseng
ilikeforth@gmail.com
Hamilton, New Zealand
16 September 2010
生活在紐西蘭或者台灣,免不了都時常會遭遇強烈的地震。長久以來,大家一向以天災來看待這種事情,面對天然災害,確實無奈。無論科學多麼進步,人類始終難以解決地震所帶來的災害問題,但是,只要不斷的進行地震研究,人類防範地震災害的能力必定可以提昇。
地震研究,也許因為困難重重,一直都不是科學研究項目中的熱門題目,相反的,還相當冷門,甚至於一個人若立定終身志向,只研究地震科學,那麼他的這一生,可能只能過著最一般性的公務人員生活,很難有輝煌騰達的成就,也很難有令人羨慕的財富收入。
人類需要更加了解地震,才能減少災害造成的損失。地震難了解,專心研究的人難得好處,所以就不太有人願意選擇地震作為研究項目,這是非常嚴重的矛盾關係,能不把這種矛盾當一回事的人,才會去研究地震。
九月四日清晨,我們這裡發生了嚴重的地震,關心我們的家人,從四面八方打來了慰問電話,大家當然知道我們一定安好,問的只是家中有沒有造成損失?真是感謝大家的關心。我曾在別的部落格網頁,張貼一篇比任何記者都要早張貼的紐西蘭嚴重地震災害新聞報導,現已撤除。
春江水暖鴨先知,我們身歷其境,所以立刻知道這個消息,台灣人還在睡夢中時,我完成了網文的寫作,並搜索台灣新聞,確定無人詳細報導後,及時貼出,此篇網文的內容再度轉貼於此。正面發揮現代網路的這種功能,已經不再是難事,網路還能展現更進一步的功效,更能將專業科學轉化成通俗知識。
讀者自己報導的紐西蘭最新地震號外新聞
今天(2010/9/4)星期六清晨 4:35 紐西蘭南島最大都市基督城(Christchurch)附近,發生了芮氏(on Richter scale) 7.4 級的大地震,震央就在陸地,位於基督城西北方向大約 30 公里的陸地上,而且深度只有 10 公里。
截至目前(9:00)為止,尚未傳出有人因地震而死亡的報導,但因天剛亮,因地震事故而前往醫院尋求救治的傷患,暫時都是輕傷與骨折的受難者,其中有一名較嚴重而必須進入加護病房的傷者,係被倒下的磚造煙囪所壓傷。
紐西蘭星期六清晨的慣例是停播新聞,但因此次地震係四十年來最嚴重的地震,各電視台全面播出號外新聞,基督城街道上許多店面的正面牆均全毀倒塌,壓壞不少停放的汽車,全玻璃的店面,地震發生時,玻璃由內向外炸出,全部破碎,自來水由建築物內溢流到街上,街道路面多處斷裂,斷裂處產生明顯落差,行車受到影響,市區完全停電、停供瓦斯,機場停用,現場直播的記者轉告觀眾,無線電裝置只能繼續維持一小時的新聞提報服務。
危屋中的居民大部份被要求撤離,其他居民被要求留在家中暫勿外出,緊急救難機構已進入基督城進行全力搶救工作,預估餘震會繼續發生,新聞播報提醒受難居民,緊急儲存飲用水,而且隨後的廁所衛生系統也將不宜使用。
較偏遠地區的訊息尚未完全被整理出來,災況尚難確認,但因紐西蘭地廣,人口密度較低,房屋建築大部份均只為一或二樓,建材以木料為主,所以災難並不像其他國家或地區的同等級地震那般嚴重,最危險的倒塌來自於磚造煙囪,至於木材的倒塌,因為不會粉碎而且形成自架作用,對人命的損傷較為輕微。
後續狀況,如果情況特殊,此處再作進一步深入報導,否則此篇心情隨筆、心情日記就到此為止,謝謝關心與參訪。
兩年前我開始粗淺的研究過地震,想要根據『大地震前幾天,可能會有 10Hz 以下超低聲頻,自震源不斷發出,才造成某些動物震前躁動,而人類卻對超低聲頻無感』的基本假設,來設計一套能夠具有提前幾天預測效果的地震早期警報監測系統。
到了這種年紀,已經淡泊名利,也不再患得患失,此時著手地震研究最為恰當。一直都還留存在中華民國FORTH語言協會網頁中的那篇『FORTH操作音效卡』(2008-12-3)長文,就是明證。
後來,長時間試用發展後的地震早期警報監測系統軟體時,燒掉我已使用了將近 30 年的一台 40MB 寶貝舊硬碟,還長期耗用了家裡不少的電費,只好中止了這項人人都不想進行的研究。我並沒有安裝系統實際運轉時所需要的前置硬體監測器,我只收集了能夠供應超低聲頻探頭的公司資訊,估計這種偵測器元件的價格絕不便宜,而且敏感,因為可以用來監測核子試爆,就算取得了探頭,還得下很大的功夫,才能完成硬體元件與電腦間的適當匹配電子電路,要花很多時間與金錢,超出我個人所能承擔的負荷。
造成紐西蘭重大破壞的災難,再度引起世人短暫的注意到地震,也許是習以為常吧,大家對地震都很健忘,如果不是一直目睹地震重大破壞後的可怕現狀,都不會太將大地震當一回事,始終抱著反正發生在我身上的機率非常低的態度,來看待這種事情。
我自己讀過的許多地震相關資料,可能都不是大家感興趣的東西,但是,如果能將一些比較專業性的材料,改寫成比較通俗的敘述,也許就會有人有興趣進一步深入了解了,這些知識有益無害,可以讓大家明白,一些經常在大地震後,新聞報導中經常使用的標準術語,是如何產生的?
網路上有許多地震專家寫成的資料可以參考,例如:台灣中央大學地球科學系王乾盈教授,在網路上公開過全中文的『地震學原理』,那裡面有學術上的地震學知識。這篇地震專文並不打算寫成那樣的專業文章,相反的,我試圖寫出一篇一般人就能夠了解的地震通俗專文。
大地震的形成有許多種講法,都可算是一般人無法證實的假說,例如:各大陸板塊自然演變的互相擠壓、地質長期潛變蓄積了難以想像的能量、地底火山爆發、大塊隕石撞擊地球、人類造大水庫、人為改變地形地物、大肆挖礦、進行太多的核子試爆……等等,都可能引發大地震。
我甚至於還聽過地球內部熔融狀態的岩漿裡面,有一個直徑約 2400 公里的固態大鐵球,在地心中不太安定,它推擠或偏壓上地球外殼的那一邊,那裡就發生大地震的說法。這個球要利用地震波或宇宙射線中的微中子,才能測量得出來,它不在正中心時會偏移到那裡?這不是一般人很容易搞清楚的事情。當您將地球繞太陽的公轉,比擬成一條繩子綁著一個裝滿蜂王漿的大氣球旋轉,裡面有另外一個比蜂王漿密度稍高的固態糖球,您認為這個糖球能夠規規矩矩的在正中央嗎?更何況地球自轉軸不正好垂直於公轉面,是很久以前被大隕石撞歪所致,結果造成地球有了四季的變化,撞歪當時,由於岩漿是流體,可能就無法立刻帶歪地心中的那個大鐵球,關係實在是太複雜,討論不下去了,所以,不妨就也將這樣的說法,算是一個大膽的自然科學假說吧。
既然有這麼多種假說,大地震要發生前的可能現象就不會那麼單純了。根據人類經驗科學的累積,大地震發生前,有許多可以測量得到的現象,都被認為直接與大地震相關。例如:動物躁動、大氣中電離層游離電子數量的明顯改變、地下水位明顯改變、地下水中自然氡氣含量的明顯改變、地磁或慣常物理參數的突然改變、發生不正常天光或地聲、甚至於大地震前相關較小地震次數明顯增加的現象、或根據歷史記錄推算發生大地震的固定周期,全都曾經被引用,來當作將發生大地震前的預測訊息,可惜的是,因素太多了,能提前幾天,完全成功預測到大地震發生之準確時刻的例子,幾乎是沒有。
我獨自從事的這一套研究,想採用廉價方法實現夢想,但還是得花些錢,如果成功,就能提供人類另外一種很有意義的重要參考訊息,可是現在沒錢,有多少財力?就只能做多少事情。
另外,發佈預測會發生大地震的警報,是一項高難度的施政技術,不能擾民也不能愚民,輕舉妄動可能造成大動亂,輕率不得。理想的發佈方式,必須先行慎思熟慮,規劃出無懈可繫的辦法,才能建立健全的發佈體系,頗不容易。
如果洩漏天機者必死是真,那麼每次預言何時將發生大地震的江湖術士,事後都應該立刻槍斃,這樣講只是氣話,凡事都有規矩,要槍斃也得先立法。大家千萬不要相信譁眾取寵的新聞報導,介紹一大堆事後諸葛亮的江湖術士給群眾,他們之中沒有任何一個人能講出健全的自然科學道理,只會詐欺群眾。大家若都相信術士的言語,社會就亂,奉養術士的錢絕對是被騙而白給的。您若看懂了這篇文章,下次又要納款給術士時,不如改捐到這裡,專款專用,用來充實我對地震的研究裝置,可能比較實際。
前述地震早期警報監測系統的設計,並不是一個提前幾天就絕對能預測大地震的方法,必須同時搭配所有其他的監測來達到目的,但卻可以擔任永久監測上最重要的先鋒角色。我只當它是一項別人從來未曾進行過的技術而研發。很早以前,也許就有人已經持此同樣的觀點了,它不是我的新發現,但早期電腦與網路的發展沒有現在發達,想快速妥善的實現這樣的設計比較困難,我們也比精研地震學問的專家稍通電腦技術,現在做,而且用我們拿手的 Forth 系統來做,比任何方式都好。本文不談設計地震早期警報監測系統的細節,我自己會設計,此處只為社會大眾,通俗的談一般地震知識。近幾年,中國人接受過最多次的地震傷害,趁著現在的暫態平靜期間,讓全世界的中國人讀一讀這篇夠通俗的地震專文,增加有用的知識,好好思考是否該大力支持正當的地震研究發展?
紐西蘭地震監測單位,以負責、自信的態度,快速通告全國大地震資訊後,立刻與具有較先進裝備及技術的美國進行交叉驗證,隨後輕度修正發佈數據,地震級數下修好幾次,最後自行堅持是 7.1 級而非美國的 7.0 級。震央判定狀況相同,最後自行堅定的確認在基督城西方 41 公里的達田鎮(Darfield,我故意不譯成達菲爾德,取春田兵工廠所在地的 Springfield 同樣的文雅譯名方式來翻譯)。地震的深度則都敘述成 10 公里最為恰當,有些報導硬要講成 11 公里,並不具有傑出的意義,震央不可能是一個絕對精準理想的幾何點,超過一公里以上的大地塊瞬間崩塌,才造成這麼大的地震,如果您硬要報導用電腦算出來的精準位置結果,現在輕而易舉的就能提供小數點後面十位數以上精確度的數字,有意義嗎?
我們來好好的談一談與這些數據相關的知識,了解他們在大地震發生時,可以立刻使用甚麼辦法?提供群眾有意義的標準量化敘述。除了較基礎的地震常識網路上容易見到外,決定大地震數據的方法,網路資訊中則較罕見,它原本就不易描述,方法也非絕對只此一種,但它就是知識,是地震專家也未必能夠輕易表達得清楚的知識。
一、實際地震記錄訊號
目前,顯示地震訊號,還是依靠條圖記錄器的運轉原理,連續繪出地震波振幅隨時間而變化的方式來表示為主。條圖記錄器平時慢轉,背景振幅圖,以儀器指針連續描繪於條紙上,進行例行記錄,較強的地震觸發信號,可以自動觸發條圖記錄器,使其立刻開始同步快轉,以便獲得比較容易識別的高解析度信號記錄,可供隨後人為的直接核驗。當然,相關數據同時儲存在電腦系統中絕無問題,分析程式是現成的,只是程式永遠須要與時俱進的修正與發展。
地震波的研究比較複雜,一般人只需了解地震波如何決定地震訊號的大致長像?就足夠用來理解本文後續介紹,獲知大地震震央(epicenter)、及決定地震芮氏級數(Richter scale)的方法。地震波的詳細知識,有興趣的讀者請自行參考前述王乾盈教授的著作,此處僅根據書中學術著述,提出兩種關鍵波的簡易通俗說明,以利後續解說,其他類型的地震波,則可以不必討論。
由震源以球面方式發散出來的第一種先到波(Primary wave,中文譯名為本文作者根據物理意義的個人翻譯)就簡稱 P 波,它的振動方向與波的傳播方向相同,振動方式與聲波在空氣中的振動方式類似,為地質前後壓縮與伸張式的振動,此波的傳播速度較快。
第二種次到波(Secondary wave)就簡稱 S 波,它的振動方向與波的傳播方向垂直,振動方式為地質上下左右式的振動,傳播速度較 P 波慢固定比例,根據王乾盈教授書中說明,約為 0.58 倍,也就是S波的傳播速度約為 P 波的根號3分之一,但振幅較大, S 為 P 的 1.4 倍,破壞力也較大。
這兩種波如圖一所示, P 波與 S 波性質上的明顯差異,是我們用來獲得大地震震央與級數的最佳依據,所以此處特地參考作者:Bruce A. Bolt(University of California, Berkeley)所著的 ”Earthquakes” 這本書,第 29 頁中的圖示,在小畫家中仿照設計圖一,供大家參考。
後續還有幾張有用的圖示,均先參考學術書籍的說明,再由本文作者重新設計,幾乎所有的地震教材,都採用與圖一類似的圖示來說明地震。其他能夠協助本文,進行比較妥當敘述的圖示,則較為罕見。
英文書中原來的圖示,解說方式很理想,本文作者讀完之後,使用小畫家軟體,重新設計說明圖示,說明圖的品質自然沒有原圖好,圖案整合進入本文檔案時,呈現輕微的灰度,略顯模糊,但不失其參考價值。
本文協助社會大眾了解地震,無利可圖,引用資料時詳細交代資料來源,尊重原作者。特別聲明,資料的版權仍歸原作者所有,讀者希望更明確的見到原圖時,可以按文中介紹,研讀原書。
這兩種傳播速度性質不同的波,傳播到地震感測器(seismometer)後的第一時間,可以明顯的被標示出來,地震監測中心則可以收集到事先佈置在全國各地,許多地震監測器所傳過來的資料,它們全都可以被分別繪製成一張一張的條圖記錄來。
真實的地震記錄信號,經常在新聞媒體的照片中出現,此處轉貼一張中國大陸今年四月五日新聞媒體全面自由引用的實際地震記錄訊號,如圖二所示:
圖二、今年四月五日墨西哥發生 6.9 級大地震時實際地震記錄
根據這樣的實際地震信號,為了解說需要,可以將信號條圖人工改繪成更為清晰、明顯、附加標示、易於解釋的圖示。如圖三所示:
圖中 P 波比 S 波提前一小段時間到達偵測地點,是個重要訊息。這一小段時間差,完全由偵測器所在位置與震央的距離來決定,地點不同的偵測結果,可以得到不同的時間差。偵測地點與震央距離越遠,這一小段時間差的數值便越大,隨著距離越來越遠,形成固定放寬的趨勢圖形,如圖四所示。同理,恰在震央位置的偵測結果,因為兩種波的傳播時間都只需0秒,因此,理論上就不應該有時間差了。離震央太近的訊號記錄,時間差可鑑別的程度必然也較差。
二、測出震央的方法
理想的三個不同地點之偵測結果,就能決定震央的位置。
決定震央地點的方法很簡單,假設地震波在地中傳播的速度為固定值,它當然不是固定值,深入研究還很複雜,但是進行一般自然現象描述時,此處就以科學研究者常需使用之不失主旨的大膽假設,說它是固定值,能夠圓滿解釋我們的問題。那麼,根據圖四顯示出來的道理,偵測所得的時間差,可以推算出偵測器到震央的固定距離。
因此,我們就能夠以偵測器的所在地為中心,在地圖上以距離為半徑,畫出一個唯一的圓圈來,表示震央只可能出現在這個圓圈所繪經的軌跡上。根據兩套安放於不同地點偵測器的訊息,就能畫出兩個圓圈,而且這兩個圓圈必定相交,一般情況是可能會有兩個交點,表示只剩下這兩個交點才是可能的震央位置。那麼,依理類推,第三套偵測器當然就可以唯一確定震央的位置了。這樣的震央確定法可以圖五來表示:此圖僅為簡便說明圖,較佳的展示則應將此圖覆蓋於台灣地區的地圖上,可以直接對應顯示出實際震央地點。
三、測出震源(focus)深度的方法
震源在震央的地點確定之後,便可簡化成只須向下確定深度。一般地震監測系統不只是單純的取得上述這麼簡單的信號而已,通常都有顯示三維信號的能力,換句話說,監測儀器可以顯示出信號來自地面以下的那一個方向。因此,需要確定大地震震源深度時,為了提高精確程度,通常只須選取距離震央地點最近的幾個地震監測站的信號來源方向,以三度空間的形式,向下直接繪出直線,進行共同比對,所有連接直線必交會於地下的唯一震源點,震源必須就在震央地點的垂直正下方。
理論上,若已知鄰邊長度(與震央的距離)b,及正切角度 tanθ (震源來波的向下方向角度),直角三角形對邊的長度(就是震源的深度) a ,當然就唯一確定了,因為 tan θ = a / b = 對邊 / 鄰邊,那麼,a = b * tan θ 。
自己國境內的偵測器,必然可以更精確的量得比外國從更遠處量出來的震源來源方向角度,所謂強龍不壓地頭蛇,想確定較準確的震源深度,求助於先進的美國,就不如自己建立信心。這也就是為什麼這一次紐西蘭自己對地震訊息的落定,最後由自己決定的原因所在。
美國的數據略有出入,紐西蘭人感謝美國的協助,但正式記錄全由首都威靈頓政府地震監測中心總站的官方機構統一決定,並記入歷史。紐西蘭政府自己也很謙虛,表示對震央與震源的確定能力,誤差在一公里左右,夠準了!大家忙著救災,誰在乎那一公里?紐西蘭不像台灣,不會拿這種題材來進行選舉炒作,而且大災傷痛猶存,此時更不是丑表能力的恰當時機。
四、決定地震的級數
全世界幾乎都認同只採用唯一的芮氏標度(Richter scale)作為地震公稱的級數標度,大家都知道 1 或 2 級為接近無感的地震, 7 級震源又淺於 10 公里的地震就很具有破壞力了。這些都只是對地震規模定性的描述,地震級數的發佈必須經過仔細的計算,才能落定其定量數值,計算方式必須有所依據。
計算芮氏地震級數的方法,是人為規定的方法,經過學理轉化,可以改敘述成,主要由 P-S 波傳播的到達時間差,以及 S 波的最大振幅,兩個因子來決定,這樣的敘述可以很理想的簡化問題。賦予地震級數的主要目的,是希望藉它來統一表示地震強度的大小。
偵測器與震央之特定距離,以及地震振動的特定幅度,均可依上述方法直接測量而得,並與地震強度直接相關,所以可以被用來訂定地震的級數。現代的地震分析系統,都將數據送進電腦後,由程式來算出結果,當然就可以顯示出小數點後面十位數以上的無意義表示值,通常使用兩位數就夠了。
在電腦的應用尚未相當普及前,地震專家為了方便,便製作了一種類似計算尺式的簡便刻度圖表,根據此圖表,只須判讀出 P-S 兩波傳播到達的時間差,及S次到波最大振幅的讀數,在圖表中刻度尺上找到對應的兩個點,再將此兩點相連,繪出一條直線,這條直線穿越位於中央區間的芮式地震級數刻度線上的讀數,就是地震的級數。如果地震專家想在震後五分鐘內粗估地震的規模,用這張圖表就能辦得到。
圖表很簡單,要將這樣的處理方式設計成電腦程式,由執行程式來取得計算結果也非難事。實際上,這個可以方便使用的圖表,反而是經由電腦精確計算,列印出大量相關數據後,再人工繪製而成的。電腦計算程式所需要的精確關係式,可以從詳盡的地震研究書籍中獲得,本文僅想介紹通俗知識給大眾,不必深究到底數學式子為何?反倒是這張圖表,更能清楚簡明的表達,地震的芮氏標準級數,可以由 P-S 兩波傳播到達的時間差,以及 S 次到波的最大振幅,兩個因子來決定的根本道理。
我將這份典型的圖表,附加於此,大家就更容易明白地震的芮氏級數可以如何快速決定了,它是圖六、簡易芮氏地震級數計算範例圖表。
計算出地震級數的逐步程序為:
1. 從全部獲得的地震條圖記錄中挑選一份解析度最佳的記錄作為依據。
2. 量度出 P-S 波的時間差,範例圖中為 24 秒。在圖左刻度尺上找到對應點,且獲得標示約 220 公里,為偵測點與震源間的距離。
3. 量度 S 波的最大振幅,範例圖中為 23 毫米。在圖右刻度尺上找到對應點。
4. 跟據步驟 2 及步驟 3 所取得的兩點,繪出一條直線,這條直線貫穿中央的芮氏刻度尺時,尺上的讀數就是地震的級數,範例圖中為 5 級地震。
五、Forth 系統最能協助地震研究
以上通俗的地震知識告訴我們,想將地震測得很準,確實有一點困難。儀器再好,有效測量上限總是有個限度,單就條圖記錄器來說,能將振幅讀數讀到毫米,時間差識別到一秒,就已經相當不容易了,測量自然難準。
最主要的地震偵測元件,通常都有一塊又大又重,不鏽鋼材質的金屬塊,以類似懸於空中的方式當作極難帶動的基台,震動的地面對它發生相對運動時,便能記錄出地震信號。不動的基台與地震帶動的動件都有慣量,測量方式以慣量為依據時,量度的響應就會非常慢,因為零件一旦有慣量,就需要力量來帶動,所以響應就快不起來,這是動者恆動、靜者恆靜的自然現象。
近代技術,已經發展出以光學雷射來響應相對微小運動的測量了,可以大大地消除測量時慣量引致的問題,因為光學測量可以免除慣量,或者盡量減小測量元件的慣量,這種測量系統當然很貴,價格絕對不比潛艇中使用的光學陀螺儀便宜,這些東西都不是一個個體研究者所能買得起的研究裝備。國家為維護全民的安全,必須編列預算來買,我相信中華民國政府應該安裝得起這樣的系統。
好的測量系統,能量測的又快、又穩、又準,這是自動控制學所追求的最高境界,我們進行科學研究時,最終目的也在於此。傳統條圖記錄器式的系統,很容易就能以現行電腦設計出一套功能與其完全相同的裝置來,而且性能更為優越,因為,連那一隻帶有慣量的繪線筆都可以不要了。
現在,電腦快速抓取信號的速度,一秒鐘抓幾萬次,只算是普通性能。電腦精確的計時能力,解析度高達萬分之一秒,也只是普通精確度。三十年來,中華民國 Forth 語言協會的人,不知運用具有 Forth 的電腦系統設計過多少信號擷取系統了?我們曾經使用它來測量有百分之一秒精確度要求,原子爐停爐棒的跌降時間,好用的很,接妥信號線後,測量者從此可以避開停爐棒的高輻射。
從事這些系統的設計,用其他電腦程式語言來發展,都不會比單純使用 Forth 程式語言來得方便。我的個人網頁附帶的個人簡介照片,是兩年前,用 20 年前的廢棄電腦,設計聲音示波器後的實際展示,這些研究結果,都顯示 Forth 系統最能協助地震的研究。地震專家都不熟 Forth ,但 Forth 確實能幫他們改善研究。
本文努力簡化一些地震學問,將學術性地震知識寫成通俗文章。當然,震波在地中的傳播學問,絕對不是就如本文中所敘述的這麼簡單,仔細讀過學術性的地震學後,都能明白這個道理。可是,想引起一般讀者對地震知識的興趣,則不宜取用太多艱深難懂的震波分析技術來說明,那樣做,反而會讓讀者感到更加迷惑。本文雖然大量簡化了地震波的描述,但足夠用來說明新聞報導中經常見到之地震術語的真正意義。文中引用的材料,也大部份是紐西蘭地震教育中使用的說明方法,如有不盡理想之處,歡迎地震專家對本文進行指正。
文中提及的那一套地震早期警報監測系統,雖與本文所述的監測內容關係不大,但對人類有益無害,這項研究的目的,在將一種可能的科學假說,轉化成定量性的實際科學研究,只要能發展到底,我深信絕對能用 Forth 系統做出比別人更好的系統來,政府想利用它來監測別人的核子試爆,我也不反對,但總不能要我自掏腰包購買那些昂貴的零件吧?提供研究經費,就能促其實現。
地震專家請不要認為我的觀點有點牽強附會,以科學頭腦不按慣例仔細思考問題,通常能產生料想不到的新發現。前一陣子,台灣地震專家還想根據震波傳播需要幾秒鐘才能到達遠方的道理,來發展、設立斤斤計較這幾秒鐘的『極緊張地震預警系統』。您知道嗎?南島基督城的大地震是清晨 4 點 34 分發生的,想查清楚到幾秒都有可能,因為北島懷卡多(Waikato)大學設立的永久性電力監測系統,每一秒鐘抓兩次信號,立刻發現全國電力消耗跌落 6% ,電力柵頻(Grid Frequency)突然出現由 49.9Hz 急速跳升到 50.4Hz 的信號尖峰,是慣常漣波狀信號的好幾倍變化。換句話說,好好的想出它們之間的關係,不用等地震區送來極緊張預警信號,大地震的訊息就以電力跳脫的方式,立刻在本地呈現了,據說,這樣子監測,可以爭取到更早的好幾秒。您能說再把這種有科學根據的訊息,加入極緊張地震預警系統,也是牽強附會嗎?
六、結論
三十幾年前,這一生最青壯的時期,我從事於大型原子爐的運轉工作,以最專業的技術,親眼目睹過三套極為精密地震儀的拆檢。負責運轉工作時,親身經驗過好幾次,稍大地震把高功率運轉中之原子爐震成急停的緊急狀況,寫過不少這種急停報告。那時,自己影印地震研究論文、買地震學來研讀,是為了工作需要,也很清楚鑽研地震學,升不了官,發不了財。
三十年後的今天,名利拋諸腦後了,也深知電腦配上網路能在地震監測方面貢獻到甚麼程度。這幾年,見到自己的同胞遭遇許多次大地震帶來的傷害及痛苦,次次驚人;反觀紐西蘭,卻完全像是兩碼子事,接近大都市的大地震,沒有人命損失,震後的處置,也令人稱羨。
不可諱言,紐西蘭平時就做好了與地震相關的準備與全民教育,這裡的資料比台灣齊全,研究也比台灣先進,人民比台灣守法,少有違章建築。當然,人口密度不高,紐西蘭住房才能以一二樓為主,這一點台灣學不起來。但是,初來此地的台灣移民,見到房屋全是木頭架子建的,硬要說它像台灣臨時搭建的樣品屋,買房就喜歡自以為是的只挑磚房、瓦頂、鋁門窗。房屋買到手,就擅自改建,或加蓋違章建築。大地震過後的明顯差異,應該足以喚醒我的同胞了。只當裝飾品用的外牆磚,震倒時,只會向外倒,不會向內倒,難怪壓不死人。彩色鋼鐵板式的波浪屋頂,不像瓦頂,震倒時,只會自架與互架,不會碎落,也壓不死人。大地震震毀了所有的玻璃窗,留下來的木窗框絕對比鋁窗框安全。這樣子解釋,大家就可以明白,為什麼紐西蘭大地震沒人命損失了。
我們永遠要面對大地震,要不要從紐西蘭學一點經驗?或者是不要管它?幾個專家團結起來,寫幾篇大計畫,好好搞,或弄點錢來混個研究,態度與打算完全存乎一心。
地震的問題很冷僻,我心有感慨,從紐西蘭以通順的中文寫這篇地震專文,向全世界發音。
附註 : 20241017 重新整理後貼出。
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