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地震研究：從古地震研究看九二一集集大地震

91/09/05 5433

陳文山｜臺灣大學地質科學系暨研究所教授

九二一集集大地震的發生並非偶然，而是數百萬年以來臺灣島的宿命。臺灣是板塊擠壓形成的島嶼，只要擠壓力量還存在，就不斷會有地震發生。從文獻的記載可以清楚了解四百年來，臺灣的地震災害非常頻繁，震央在臺灣島上規模7.0以上的大地震至少有十六次。因此，我們必須從九二一集集大地震災害中省思，學習與地震共處，並以此做為日後震災重建工作及國家建設的藍圖。

車籠埔斷層的形成

約六百萬年前，菲律賓海板塊與歐亞大陸板塊產生碰撞，將海底的岩層推擠隆起，逐漸形成臺灣島。板塊相互碰撞時將地殼擠壓縮短，地殼被壓縮時的逆斷層作用造成岩層互相加疊，而逐漸形成高山。這種逆斷層作用，也是讓水平地層成為高起褶皺山脈的原因之一。因此，島上存在許許多多的逆斷層，目前已知中部地區主要的逆斷層有「雙冬斷層」、「車籠埔斷層」與「彰化斷層」，這些都是讓臺灣中部地區形成高山的主要斷層。

三百萬年來，由於板塊擠壓力量不斷向西以及向南遞移，中部地區先形成了「雙冬斷層」，接著便陸續往西先後擠出了「車籠埔斷層」與「彰化斷層」。現在，臺灣中部與西南部正是板塊擠壓受力最大，逆斷層活動用最活躍的地區。因此，地殼正在累積大量的能量並造成地殼快速變形，未來還會有其他的逆斷層活動並產生大地震。現今西部地區許多地震，都與這些逆斷層活動有密切的關係。

長久以來，臺灣島處在板塊相互擠壓的造山帶，板塊長期受壓力並累積了龐大的能量，這些能量隨時都會釋放出來而產生地震。因此，每年臺灣島都會發生千百次有感或無感地震。我們若稍加注意，就會發現地震發生的地點大多在東部；西部地區的發生率較低。從本世紀地震災害的紀錄來看，東部地區發生地震的頻率雖高，但造成的災害卻較小，反而是西部地區的地震災害比較嚴重。主要因素是西部地區人口密度較高，並且所引發的地震規模通常也較大。

為何西部地區的地震較少，地震規模卻比較大呢？目前，地質學家對於這種現象還沒有一個正確的解答，但推斷可能與斷層帶能承受的力量大小有關，即當斷層能夠承受愈大的力量，其後釋放出來的能量就愈大。

集集地震的地表現象

當車籠埔斷層錯動產生九二一集集大地震，使得沿著車籠埔斷層與石岡斷層約100公里處的中部地區地表產生大規模斷裂與變形。因此，在斷層線上盤寬約5～20公里的地帶形成數公尺的抬升，最高達10公尺；下盤的臺中盆地則形成數十公分的地殼下陷。這種大區域的地殼變形是歷史上非常少見的例子。地震造成地表斷裂時，力量非常巨大，任何人造結構物都無法抵抗，從石岡壩與烏溪橋橋墩的斷裂，以及無數高樓的倒塌，就可以深刻地體會大自然無法抗拒的力量。

集集地震除了造成地表的斷層之外，還產生許多其他的地質現象，例如，地震當時強大的震動造成鬆軟的沈積層液化，形成噴沙或是地層下陷；山區則形成大規模的山崩。

古地震研究

雖然至今地震還是無法預測，但是地質學家希望能夠達到這個目標。為了能逐步了解地震的行為，方法之一就是研究古地震，從地震的歷史紀錄探究地震行為。數十年前地質學家開始挖掘岩層，研究以前發生的地震斷層。臺灣的地質學家也在九二一集集大地震之後，開始有系統地進行車籠埔斷層的古地震研究。從事古地震研究，首先要尋找古地震斷層的遺址，挖開長寬約十數公尺，深約4～8公尺的槽溝，詳細記載地下剖面的地層狀況。依照地下岩層被幾次的斷層所截斷，就可以紀錄古地震的次數；再從被截切的岩層中採取可以定年的材料來測定年代，就可以確定古代地震發生的年代了。除此之外，還需量測古地震斷層的位移大小，從移動量的大小可以推測地震的規模，或是預測下一次可能發生地震的時間。但是，預測下一次地震的發生時間，目前僅止於研究階段，地質學家認為未來五十年仍無法達到這個目標。

車籠埔斷層的古地震研究工作已進行了一年，目前初步發現車籠埔斷層上一次發生活動的時間約在二百年前。比對歷史文獻中的地震紀錄，發現西元一七九二年與一八四八年，在中部臺中至南投地區可能曾經發生規模大於七的大地震，同時造成上千人的傷亡，這個結果告訴我們，車籠埔斷層的再活動周期可能非常短。目前的研究結果還是非常初淺，仍應繼續針對全臺灣數十條活動斷層進行調查研究，期待未來的研究結果能提供國土永續經營規劃的參考。

臺灣是板塊擠壓產生的島嶼，只要板塊繼續活動，地震就會伴隨而來。未來我們還是會面臨大地震的侵襲，所以，只有完善的地震防災準備，才能有效減少地震災害。目前科學家還無法預測地震的發生，也無法避免它的來臨，因此，只有做好避災與防災的準備，才能自救自保。政府應建立健全的救災系統，強化社區的救災組織，因為當重大災害發生時，最能及時投入救災的人，就是在災害中未受傷的人。因此，強化社區的救災組織，將可以使傷亡降至最低。

古地震研究是未雨綢繆的工作，一旦科學家能成功預測地震的發生，再利用現有古地震研究資料，臺灣便能及時預測地震的發生。

資料來源

《科學發展》2002年 2月，350期，26 ~ 30頁

地震(132) 板塊(36) 科發月刊(5210)

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