魏國彥專欄》傾聽緬甸強震效應

緬甸一個佛教僧侶走過因地震倒塌的佛塔。(美聯社)

以往臺灣或日本發生地震,臺灣的地科學者經常出來評論,成了網紅與名嘴。這回緬甸大地震之後當然也少不了他們的科普服務,但這次讓大衆耳目一新的是有幾位青壯代的年輕學者冒出頭來,雛鳳清於老鳳聲,很值得我們傾聽。

緬甸大地震發生在3月28日中午,由臺灣大學地質系王昱副教授領軍的「臺灣地震科學中心」年輕科學家們在第2天中午就發表了第1版的研究報告,後續又增補資料,不斷修正,供各界下載使用。王昱也糾集幾位學者在公共電視製作的《我們的島》中進一步闡釋,有3個關鍵字眼:「地震空缺」、「高度閉鎖區」及「沉積盆地效應」,特別引起我的注意。

王昱博士是緬甸地震地質專家,他在2014年美國地球物理學會旗艦學刊發表的〈緬甸地區的活動構造與地震潛勢〉一文準確地「預測」到這次地震的規模、位置與機制。論文的摘要中有這樣的字句:「實階斷層是印度板塊向西北運動下造成滑移的最主要位置」。當年他預估了緬甸各地塊及斷層未來發生地震的規模,實階地震規模就是7.7。11年前的論斷如今神準應驗,讓人驚豔、咋舌!

王昱團隊對這條南北延綿超過1千公里的實階斷層做了細緻的古地震研究,發現斷層的南段與北段在1930年以來都陸續有規模7.0以上的大地震發生,共有9個,唯獨瓦城(又稱曼德勒)到首都奈比多這一段在過去100多年來都沒有地震,唯一的一個大地震是發生在1839年,地震規模估計達到7.9。

根據地理定位資料的長期監測顯示,這條斷層兩側錯動滑移的平均速度達到每年2公分,而過去百年來南北兩段都發生過規模7以上的大地震,唯獨中段靜悄悄,構成所謂的「地震空缺」,表示中段地區是一個應力的「高度閉鎖區」。被閉鎖了186年的應力在3月28日中午瞬間釋放,造成斷層沿線「超級破裂」,全長達到500公里,舉世罕見。

此外,遠在1500公里以外的曼谷,一幢剛剛建造完成的34層樓高的新建物坍塌,被譏笑爲「豆腐渣工程」。團隊也對此提出地質解釋:大地震的震波傳播甚遠,到達曼谷地區的主要是表面波,頻率低、週期長,而曼谷地區是一個盆地,堆積了近1萬年來的厚層軟泥沉積物,尚未完全固結巖化。當長週期的地震波到達時產生「果凍效應」,座落其上的建築物搖晃不已,來回震盪,愈高的樓層搖擺的幅度也就愈大,倘若搖晃的節奏與地震波的頻率相仿,就產生共振。新蓋成的建築物,水泥也完全固化長好,可能也尚未來得及裝上阻尼器,盆地效應中,建築物在放大的和拍共振中應聲而倒。

回看臺灣。臺灣地區的斷層以逆衝斷層爲主,地層堆疊,如同覆瓦,斷層之上還有斷層,不像緬甸的滑移斷層構造單純而容易判定「地震空缺」及「應力閉鎖」,但是同樣的原理仍能應用。臺灣地震研究中心已經制作出一張「未來50年臺灣孕震構造發震機率圖」,顯示臺灣西南與花蓮的幾個活動斷層均爲高地震潛勢區,而臺北、宜蘭與臺灣西南也都有很強的盆地效應,特別要加強防震準備。(作者爲國立臺灣大學地質系退休教授)