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類別: 自然‧科普‧數理>科學
叢書系列:NEXT
作者:麥瑟斯.萊維、馬里歐.薩爾瓦多利
       Matthys Levy ; Mario Salvadori
譯者:莊安祺
出版社:時報文化
出版日期:1997年11月18日
定價:220 元
售價:174 元(約79折)
開本:25開/平裝/224頁
ISBN:9571324264

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作者序緒論書摘 1書摘 2書摘 3書摘 4書摘 5書摘 6



  書摘 5

(第十三章 防震法規和建商道德觀)

.北嶺

洛杉磯北部聖佛南度山谷的北嶺郊區居民,於 1994 年 1 月 17 日凌晨 4時 31 分,被規模 6.8 的地震驚醒。雖然每隔 4 年都會發生一次這樣的中級地震,但這次持續 30 秒的地震所造成的破壞,連專家都為之咋舌。共有 1 萬 1 千戶獨棟住宅被毀,一棟公寓大樓、一棟百貨公司、一棟醫院行政大樓,以及建成僅兩年的車庫倒塌,還有 1200 棟其他建物嚴重毀損,難以修復。兩百五十多條瓦斯管線破裂,造成多起小火災,由賽拉內華達山脈運送自來水到此地的兩條水管中,有一條破裂,九條高架道路倒塌,使得此區交通大亂。這是美國史上損失最嚴重的天災。

這次地震所造成的大規模破壞,或許得怪這個斷層的本質,隱藏的沖斷層造成異常大的垂直拉力(藉著重力達加速的 1.8 倍),使得震央附近城中區人口稠密處劇烈搖晃,地震暴露出從前不為人知幾乎水平的斷層,可能是穿過洛杉磯東部和北部弧形地帶,稱作艾利希亞公園系統的龐大斷層帶的一部分。由於該區歷經一千餘次的餘震,附近的山區都凸起了 3 公尺之多,地震學者認為,未來很可能還會發生規模 7.5 的地震。這個預測加上另一個使人擔心的事實:自 1980 年以來,南加州發生規模 6 以上的地震次數比本世紀以來任何時候都多,顯示大地震可能很快就會發生在洛杉磯地區。

北嶺地震的正面影響就是發出警訊,讓政府開始測試自 1971 年聖佛南度地震之後曾經強化的建築。加州的橋樑中,曾經重修整建加強橋柱和纜繩的數量不到 20 %,而加強混凝土高速公路橋墩的工作,在地震發生之際也才剛開始進行。已經用鋼架強化的橋柱大體上毫髮無損,而未強化的橋柱則有 50 % 因垂直加速作用,而被斷落下來的高速公路車道壓得稀爛。同樣地,許多未經整建的水泥建築也崩坍,而經過整建強化的則倖存,讓住在其內的居民鬆了口氣。

這次的地震也為洛杉磯大學醫學院的基底隔振提供了首次的現場實驗。這是一棟 8 層的鋼架建築,水平的地震力量相當建築重量的一半,在其地基下運作,在上部結構中,則由 68 個鉛與橡皮以及 81 個合成橡膠隔離器減輕了建物的 20 % 重量。證實了電腦模型和振動台的測試正確,地震的力量減少了 6O %,使得這棟建築毫髮無傷,成為地震之後該區唯一能夠正常運作的機構。相較之下,1971 年地震倒塌而重建的欖景醫院,雖然如碉堡一般銅牆鐵壁,但由於其堅硬呆板,建築物隨地面一起搖晃,損壞了噴水系統和醫院內部的設施,因此不能在緊急情況下使用。

地震發生時,洛杉磯山頂上正在興建蓋堤中心,地震後,工人回到工地,發現兩棟未完成的建築中間鋼架連結物出現裂縫,這些連結物拉住建築物的樑和柱,原本應該在地震時延展才對,沒想到它們竟裂開了。接下來,當局檢視洛杉磯地區受害最嚴重的 100 棟 3~26 層樓鋼架建築,發現 75 % 的鋼架聯結處都有類似的裂縫,外表卻一點也看不出來,令人不由得擔心未來地震時這些建築物時。經過詳細研究之後,當局終於擬定了強化這些弱點的措施,於 1995 年實施。

.日本東海地區

面臨比加州地震情況嚴重數倍的日本人,已經採取了更穩當的措施,因應地震造成的災害。

東海地區包括日本南部東京和大阪兩大都市之間的區域,東海的南岸面對了駿河灣,正是菲律賓板塊潛沒歐亞大陸板塊之處。每隔 100 年,這樣的潛沒就會造成一系列的地震,最近的兩次分別發生在 1944 和 1946年,但兩塊板塊卻未相互滑動。日本地震學者相信,由於板塊之間的壓力自 1854 年上次地震以來不斷累積,東海地方很快就會發生強烈地震,他們也敦促政府採取種種措施,減少地震造成的災害。(日本政府和美國政府不同,有權採取特別措施以減輕各種災害,也能夠把需要的花費分派給地方政府及各縣市。)1969 年,日本採取的第一個措施是成立地震預防研究協調委員會(CCEPR),這個委員會立即加強東海地方的地震調查。1979 年,政府已經指定此區為地震預防強化措施地區,涵蓋了1 萬 4 千 4 百平方公里,共有 170 個城市、鄉鎮和村落,為數 600 萬的居民。委員會認定,地震可能會在修正麥加利地震強度表上,達到 9 的程度,大約相當於規模 7.9。

日本的氣象廳根據這樣的指令,偵測 7 個陸地和 4 個海底的地震儀,以電子訊號傳送到東京的氣象廳總部,國立防災研究中心負責偵測其他 17個地點,地方部門則負責其他的防震中心。由東海和鄰近的關東地區,總共收集 67 個訊號。

氣象廳有預測東海地區地震的任務,因此也成立了氣象審議會,以確定是否該通知日本首相地震預測的結果,再出首相公告全民。氣象廳的人員必須 24 小時待命,配佩傳呼器,在委員會觀察組認為有必要集會聽取他們的意見時,隨傳隨到,並在 30 分鐘內抵達東京。至於是否應由首相報告,是氣象廳長的特權,不需要委員會的共識,只要氣象廳委員會奉召來集會,日本國家廣播公司就會由廣播和電視向東海地方宣佈,委員會已經奉召召開緊急會議。

首相向全民發出地震警告之前,必須獲得內閣成員的一致同意,整個地震過程必須在 2 個小時之內完成,而如果幾天內未發生地震,也可取消警告。不論如何,地震的預測都不會以多少百分比可能性的程度發佈,而只會公告:「發生地震的可能性很大。」

首相發佈警告之後,整個地區就會採取各種重要措施,市政府會使用警報、火警鈴、擴音器卡車和廣播、電視,警示民眾。2 小時之內,鐵公路交通將斷絕,限制電話使用,並且自動切斷私人電話。學生會由學校撤離,銀行關閉,唯有由帳戶中提款的服務不中斷。

為了了解在面臨預期的地震活動時日本全國一心致力防災的原因,我們必須指出,日本東海地區有 85 % 的住屋是傳統木造房屋,由彈性的柱子和橫木構成,缺乏支撐,屋瓦沈重而牆壁脆弱。就算在最微弱的地震之下,這樣的建築也可能會倒塌。據估計,東海地方光是靜岡縣的 80 萬棟房屋,就有 10 萬~20 萬戶會因大地震而嚴重損害,此外,大火也會燒毀約 27 萬 5 千棟建築物,因此才有政府支持持續的房屋整修計畫。

最後,在人口稠密的沿岸地區,還有發生海嘯的危險。1983 年,日本沿海地震死亡的 104 人中,有 100 人都是因為地震後 2 分鐘發生的海嘯而死。為了減少海嘯的危險,因此沿岸都設立了高達 6 公尺的防坡堤,其中有一段延伸了 19 公里長。另外還設了水門,防止內陸地區遭海水倒灌。另外還有類似的整修計畫,以防止建築物的液化作用(請參照「附錄」說明)或山崩的損害,以及整個地區橋樑網的破壞。所有這些措施都輔以詳細的撤離計畫。每年的 9 月 1 日被訂為「防災日」,在當日舉行演習是各單位能夠相互協調的重要因素。在強烈地震之後,可能要一段時間才能回復常態,但在地震發生後兩天到一周內,就保證有必要的公眾服務。

日本因地震而損失慘重,因此必須要有如東海地區這樣的預測和防災計畫,然而美國加州和其他地震區的人民也不可輕忽,應該多所了解美國的防震計畫。1984 年在造訪東海地區之後,「美國預期東海規模地震委員會」提出報告說:「東海地方和洛杉磯盆地的情況類似。在洛杉磯,地震學者已經預言聖安德魯斯斷層的中南部會強生強烈地震,日本政府目前預防的情況,可能不久就會在美國發生。」尤其在 1992 年出乎意料的育卡谷地震,學者發現該區有新的斷層之後,加強防範措施更是當務之急。

.阪神大地震

東京以南 430 公里的海港城市神戶,1995 年 1 月 17 日週二凌晨 5 時 46分發生強烈大地震,居民在毫無預警的情況下震醒,這是繼 1923 年東京大地震之後,侵襲日本都市地帶最嚴重的地震。這個規模 7.3 的地震並沒有如預期發生在東海地區,而是朝南落在包括日本第三大城大阪和古都京都的關西地區。震央在面對神戶和大阪瀨戶內海的淡路島下方 20 公里深處。就像一年以前發生的北嶺地震一樣,這樣淺的地震破壞力極強,可能造成當地很大損害。不過其影響隨著與震央的距離拉遠而迅速消失,距神戶僅有 32 公里的大阪以及建在大阪灣新生地上的新關西國際機場,都只受到些微的損害。

在神戶,20 秒的強震造成了嚴重的損害,連接神戶和大隆的主要高架道路有 5 處發生崩塌,一段長 600 公尺的高架道路傾斜倒塌,就像一串倒下的洋菇,中央混凝土橋柱亦粉碎,顯示出繫桿(tie bar)太少,不能拉住垂直的橋柱。這次地震共有 4 萬 6 千棟建物倒塌或毀損,其中許多是二次大戰後倉卒興建沒有防震設計的建築物。瓦斯、水電管線全被切斷,7 列火車出軌,高速子彈列車軌道也毀損(如果軌道上有子彈列車,會因地震儀送出的訊號而自動停駛)。150 萬市民中,有 30 萬流離失所。

地震之後,神戶港的 186 個下錨碼頭中,只有 8 個還能運作,使得日本處理貨運的能力一下子減少了十分之一以上,神戶各處的瓦斯管破裂,造成大大小小的火災,而又因為水供應遭切斷,因此火勢一發不可收拾,直燒到可燃物都化為灰燼為止。較新的建築雖然並未倒塌,卻也因地震而扭曲,再次證明防震建築並不能防震。就像其他的地震一樣,這場地震也促成日本及其他國家重新評估修訂地震法。

這次地震造成 5000 人死亡,2 萬人受傷,傷亡人數僅次於東京大地震。飽受不斷餘震驚嚇的居民說:「自二次大戰空襲後,我從未經歷過這樣的經驗。」日本的地震學者和工程師對於地震造成的實質損害和發生時毫無預警,都感到十分驚訝。他們在一年前曾實地勘查加州北嶺崩塌的高架道路和建築物,也驕傲地宣稱,這樣的破壞不可能會發生在現代日本。

由於兩個原因,使得神戶的居民僥倖逃過地震之後經常會發生的海嘯:這次的地震是 1.5 公尺水平的走向滑動位移(strike Slip dispacement),延著淡路島上的斷層伸長 9 公里,而海嘯通常是因地殼垂直的位移;再者,海島周遭的水域很淺,也不足以造成海嘯的巨浪。

在附近的京都,14 世紀的金閣寺和 10 世紀的醍醐寺寶塔都因地震而皸裂,還有許多佛像倒塌,或是受到少許損壞。這些歷史建築能自此次天災倖存,只遭到些微損害,實在是不幸中的大幸。

.狼來了

萬一證明地震預測是錯誤的,不但會對當地居民造成驚懼,也會打擊地震學者的信譽。年輕的日本地震學者稻村提出 1923 年關東大地震的預測時,沒有人相信他,一方面是怕社會的不安,另一方面也是因為有經驗的地震學者對他預測時依據的科學方法(基於最新的地震空區 seismicgap 方法)缺乏信心。當然,他並不能準確預測地震發生的時日,而且人們也不可能永遠保持警戒狀態。

中共國家地震局於 1975 年也遭遇了同樣的情況,幾年來,海域地區的地震活動頻仍,地震學者依據觀察得來的地震模式,預言大地震將會在該年上半年發生。2 月 4 日近午時分,所有的地震活動都突如其來地停止了,專家認為這是大地震的前兆,應該立刻告訴人民。然而,萬一錯了怎麼辦?幸而他們勇敢地下了決定,在下午 2 時發佈警告--就在大地震發生前 5 小時。他們的行動拯救了無數生靈,當地 90 % 的房屋(未強化的水泥建築)倒塌,而居民卻因事前的警報,得以在冬天的寒風中安全地紮營戶外。

另一方面,1976 年 8 月,唐山大地震之後 1 個月,大陸官方向廣東省居民發佈地震警告,使得居民在帳蓬裡睡了 2 個月,連鄰近的香港居民也惴惴不安,然而卻什麼事也沒發生。

1980 年,兩名為美國地質研究所工作的美國科學家佈萊恩‧布雷迪(Brian Brady)和威廉‧史賓斯(William Spence)博士在阿根廷科學會議中宣佈,次年在秘魯沿岸會發生三次大地震,時間分別是:6 月 28 日、8 月 10 日和 9 月 16 日。美國科學家提出這麼詳盡的地震時間表,使秘魯全國上下憂心忡忡。雖然並沒有任何美國機關為這個預言背書,但人們相信專家所作的預測。秘魯政府要求美國地震預測委員會檢討這個預測,而美國地質研究所在 1981 年的 1 月否認了這個預測,表示沒有實際的資料。然而損害已經造成了,「布雷迪-史賓斯預測」嚴重損害了人們對科學機構的尊重。我們可以不理會業餘人士、狂熱分子,甚至過度熱心地震學者的預言,但為了避免「狼來了」的情況再度發生,在不違背科學自由的前提下,更嚴格地約束科學預測是有其必要的。