花蓮大震:近患與遠憂│魏國彥

花蓮大震:近患與遠憂│魏國彥

花蓮堪稱地震的故鄉,每三、五年就會有一個大號地震侵襲。這次0403花蓮大震卻不同於以往,係繼2020年花東縱谷裡關山、池上兩個連續地震之後,再一次揭示中央山脈動了。從台灣近百年的地震史來看,這是一個新的動向,對於花東交通、全台防震布局都有深遠意義,產官學各界必須洞燭先機,即時行動,始能趨吉避凶。

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0403花蓮大震

2024年4月3日上午7時58分,花蓮發生規模7.2的大地震,是25年來規模僅次於921(規模7.3)的大地震。美國等國際地質研究單位對這次地震規模的計算,甚至提升到7.3-7.4,從釋放的能量來看,規模與921集集大震相比,應在伯仲之間了。從太魯閣立霧溪谷砂卡礑步道附近一帶土石崩落的情況來看,這次地震的震動與破壞相當嚴重,如果發生在台灣西部人口稠密區,房屋破壞與傷亡情形將不可想像。而且花蓮餘震不斷,令人膽戰心驚。

這次地震的震央在花蓮壽豐鄉東南邊海裡,震央深度15.5公里,地震引發的破裂一路往北發育,造成最大的移動速度與重力加速度的地點在花蓮新城外海,也就是這次山崩最嚴重的立霧溪口東方海下。根據學者在臉書上發布的圖形來看,破裂速度的等高線圖宛如一顆橄欖球,約呈南北走向,座落在花蓮新城、和平外海,因為大部分都在海裡,只有西緣部分觸及陸地,在花蓮海岸造成極大規模的震動(圖1)。也因為最大的破裂與地動都在海底,那裡並沒有地震站,中央氣象署在地震發生的第一時間,只能根據陸地上的地震測站快速推估全省的地震級數,因為其初動樣本並不足以代表整個地動狀況,而只涵蓋西邊角一小部分,根據以往的經驗程式,就低估了台灣其他地區可能發生的地震級數,以致於在第一時間未全台發出國家級地震警報。這說明,未來必須在台灣東部海域增加布設地震站,才能掌握先機,正確評估。

地表變形資料洩天機

國土測繪中心公布的地表變形資料(圖2)係比較震前23小時與震後22小時之間的差異,顯示立霧溪及其北方的蘇花公路一帶向東北位移,花蓮市一帶向東南位移,而中央山脈北段東側向東位移,連帶台灣西部中北段的麓山帶與海岸地帶也向東移動。但是,台灣北端及南半部的站位點並沒有明顯的水平移動。

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圖3是所公布的垂直位移圖。綜合言之,基準站水平最大位移量位於東管處站(YENL)約22公分,該站高程抬升約35公分;而高程最大抬升量位於花蓮站(HUAL)約45公分,該站水平位移量約8公分;花蓮新城站(SICH)水平位移約9公分,高程抬升約26公分,離震央相當近的花蓮豐濱站(FONB)水平位移約4公分,高程抬升約2公分。台灣其他各地位移情形為北部地區位移量約1-4公分,西部地區位移量約1-6公分,南部地區位移量約1-2公分。地表位移影響較嚴重地區初步評估北起南澳(NAAO)、南至豐濱(FONB),西至高峰(KFN2)、埔里(PLIM)等地。

兩張圖顯示地動量最大的是中央山脈東側靠近新城、和平一帶,而其西方到梨山一帶反而有下沈的形勢,暗示中央山脈變質岩帶有個東翹西沈、上下扭曲的嚴重變形。東部海岸山脈的東北角與稍南成功東北一帶也發生規模較小之變形,其規模僅次於中央山脈東側。地震發生初期,台灣地震學者曾考慮是花東縱谷斷層動了,還是中央山脈斷層破裂了,對於新城和平外海的大破裂爭論是上述兩個斷層的海外分支。

大震秘密藏在花蓮外海下

有部分學者認為,這次花蓮大地震發生破裂的是花蓮東部海底的另一個斷層系統,統稱為「花東外海逆衝斷層帶」,與上述東海岸山脈為主體的逆衝斷層帶,是兩個相關但機制大不相同的斷層系統。東部海岸山脈是沿縱谷斷層向西逆衝,而目前這個地震帶動的這個「花東外海逆衝斷層帶」是往東逆衝的(圖4),學者不太熟悉,媒體也很少報導。筆者與幾位同仁私下討論,他們認為這個系統中的「大港口高地逆衝斷層」及「奇美海谷斷層」兩個分支斷層(splay faults)都動了。

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如何讓花東人安全回家

太魯閣地區的中橫公路東端被震得柔腸寸斷,台鐵北迴東線鐵路雖然很快修復,卻也在4月10日晚間,因巨大山石滾落擦撞普悠瑪班列而造成出軌,幸未造成傷亡,台鐵當局正緊急修正危險地區的劃列,這也說明,整個地區的鐵公路系統的安全評估須重新考量。

誠然,上述「花動外海逆衝斷層帶動中央山脈東北斷及東部海岸山脈一起往東南逆衝」是一個初步的科學假說,如果為真,那麼我們對於中橫公路、蘇花公路、北迴東線鐵路的安全評估都需要改弦更張,安全系數都需要修正,在馬上接下來的這些交通運輸要道的修復與重建,是否要考慮繞道改建?有更適合的路線嗎?此時此刻,新的行政團隊即將上路,不能急功近利,簡單因循舊制。顯然,未來的陸地運輸能量有限,改線評估、設計、環評都需要時間,我們不可能讓花東地區變成一個後山孤島,航空運量畢竟有限,海上運輸是否應該成為一個更有份量的替代方案?

西部的斷層系統已被觸動?

更遠一個問題,是這次大地震是否將引發其他斷層活動?《世說新語.文學》中的「銅山西崩,靈鐘東應,便是易耶」,可以改寫一下來說台灣現狀:「中央山脈東崩,梅山斷層西應」。細看上方內政部國土測繪中心4月9日發表的地表位移圖,可以看到位移地段大致限縮於北緯24度與25度之間,只有中北台灣有整體向東南滑動的明顯位移,也就是說,這一段國土有顯著的變形;而變形區塊的南北邊界,並沒有明顯的地震或破裂現象,這表示台灣的地殼夠「柔軟」,有韌性,沒有破裂,但應力已經開始積聚;4月13日一天中,嘉義地區已發生好幾個小規模有感淺層地震,可看作是一個初步反應。未來花蓮海外逆衝斷層系統什麼時候會再有大動作?會引出台灣西部的大地震嗎?

根據台灣地震科學中心2015年發布的「未來50年台灣孕震構造發震機率圖」(圖5)來看,次次花蓮大震引發的變形地帶邊緣北側有03.楊梅構造(1%機率)、04.湖口斷層(2%)、05.鳳山溪走向滑移(15%)及06.新竹斷層(2%),原本估計的發震機率都小,經過此次花蓮大震後,是否要重新評估呢?變形地帶西南側有19的九芎坑斷層(16%)、20的梅山斷層(<1%)及40的古坑構造(9%)。在花東一帶,可能影響的有編號34的中央山脈構造(發震機率17%)。事實上,大約一年半前,亦即2022年9月中旬,連續發生過0917台東關山(規模6.4)與0918台東池上(規模6.8)兩個大地震,全台都有震度,從花蓮玉里、富里到台東池上、關山均有災情,可視作這次中央山脈東側大動的先期預警。

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變形北緣的新竹斷層群與南緣有梅山斷層群如果有所動靜,規模大時就會影響到新竹科學園區與台南科學園區,是我們「護國神山」高科技布局的重兵要地,當然值得產官學各界特別關心。

要慎防複合性災害

0403花蓮大地震鬆動了很多石塊,震落了很多沙泥,有的仍虛懸高處,有的暫置邊坡,初夏的午後雷雨季即將到來,一連串強降雨後還有夏末秋初的大颱,山雨欲來,土石流勢必一衝而下,立霧溪與被震鬆的西半部台灣準備好了?今年會是一個複合性災害多發的災難年嗎?新內閣將於5月20日上任,各部會首長初來乍到,正在熟悉業務,相互磨合,能否未雨綢繆、當機立斷?千萬別變成「災難內閣」啊!

(作者係台大地質科學系退休教授、前環保署署長)

 

附加資訊

  • 作者: 魏國彥
  • pages: 6
  • 標題: 花蓮大震:近患與遠憂