地震預測 (Earthquake Prediction)

地震預測 (Earthquake Prediction)
國立臺灣師範大學地球科學系林佳賢碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

地震預測是預測一個地震發生的時間、地點和規模。但是，我們無法目睹地表下變化，只能透過震波以及鑽探等來測量地表下的地質結構與變化，加上各地之地質結構與特性，具有相當的複雜性。因此實際觀測上，很難分辨出它們是否真正屬於地震前兆，還是由其他因素所造成的雜訊，所以地震學家目前仍無法完整預測地震的確切發生時間。但是可利用前兆現象(precursors)，來評估該地的地震風險區域、建築耐震設計、地震應變措施以及改善地震預測能力。

1.地震學之地震前兆研究：

主震前產生的前震、地震活動度(Seismic Activity)的變化用來評估主震。主震發生前會有頻繁的小地震產生，接著進入平靜期，隨之而來的就是主震。但是頻繁的小地震組成的群震，也可能不會引發較大規模的地震。也有大地震發生前是沒有預兆的。

2.活動斷層古地震研究：

直接開挖地表，利用定年、歷史記載和計算斷層位移量及次數，研究斷層的活動週期。

3.地殼變形研究：

理論基礎為彈性反彈理論(elastic rebound theory)，假設地殼為一彈性體，且所承受力量大小固定，當能量持續的累積到超過地殼強度時，地殼就會斷裂，以地震波的型態將能量釋放。地殼受擠壓會破裂，從而引發地震，故在科學上認定，發生地震之前地殼表面可能會先發生形變，為地震前兆現象之一，因此，運用衛星定位科技，以連續觀測記錄方式，量測地殼變化的情況，作為研判地震發生的證據，可以利用GPS連續觀測網觀測地表的形變量。

4.重力與地磁之地震前兆研究：

利用重力觀測剖面及地磁觀測網，來研究地震前後有何明顯差異。當岩層受到應力作用，因岩石脹容(Rock dilatancy)現象，會造成地表變形；另外應力作用也可能使岩層有質量轉移(Mass transfer)的現象，這些現象都會造成地表重力值的改變。

5.電磁之地震前兆研究：

地震前常有地光、地鳴等現象，充分說明地震前地殼所蓄積之能量，會以電與磁的方式釋放出來。研究高空電離層的離子總數變化，可推估將發生之地震時間、規模及地點。研究顯示台灣之電離層電子濃度和全電子含量，會於地震發生一至五天前的下午時段異常減少(Liu et al,2006) 。

6.地下水：

在地震前因地層開始產生微小破裂，導致金屬物質或同位素會釋放到地下水中，而產生濃度變化。影響地下水水位變化的因素，包含構造及非構造因素(地潮、大氣壓力、降雨與人為補注)等，非構造因素可經由理論與觀測值推算扣除，而剩餘的構造因素則是因大地構造應力產生岩體體積的應變，而使孔隙水壓變化，進而反應在地下水位的變動。每一地點受到不同地質結構而有不同影響，並非所有前兆在各地都能適用，各種觀測數值仍需投入更多心力來研究。

參考文獻

一、何春蓀 普通地質學 五南出版社 1990
二、葉義雄，姚秀寬，辛在勤，洪煜珺，台灣地區地震預測實驗園區之規劃與評估
三、中央氣象局 http://www.cwb.gov.tw/
四、Liu, J. Y., Chen, Y. I., Chuo, Y. J., A statistical investigation of pre-earthquake ionospheric anomaly. J. Geophys. Res., 111,
A05304,10.1029/2005JA011333, 2006.林佳賢