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地震百問


73. 地震預測有哪些方法?

       雖然人們至今對於地震發生的機制(Mechanism)尚未徹底了解 ,地震預測理論亦未充分建立,但是仍有許多嘗試性的地震預測研究方式,常見的有以下幾種:(1)測地法、(2)驗潮、(3)地殼變動的連續觀測、(4)電離層電子的密度變化、(5)土壤中氣體之濃度(例如氡(Rn)、氦(He)、二氧化碳(CO)、甲烷(CH)、氫(H)、氬(Ar)與氮(N)等)、(6)地震活動、(7)地震波速度、(8)地磁及地電流、(9)活斷層及褶曲、(10)岩石破壞實驗和地殼熱流量的測定以及其他。茲選擇介紹一些重要的方法如下:

※測地法(geodesic method):

       根據過去許多紀錄,在大地震發生前後,震央附近的地殼大都有傾斜、變形、地裂等現象,因此長期監測地殼變動情形並研判地震前兆現象,是有助於地震預測之研究。例如1964(民國53)年日本新潟地區發生地震前有地盤下沈現象,因當地經常從事測量調查工作,故發現地震發生之前確有前兆現象可尋。

       此外,地殼發生變動的面積會隨地震規模之增大而增加,也就是說地殼發生異常變動的範圍越廣,可能發生地震的規模也越大。

※井水含氡量的變化:

      1966(民國55)年,前蘇聯的科學家發現在加爾姆地區的水井中,地下水裡氡(Radon)氣濃度有異常變化,因而在地震之前成功預測了塔什干地震的發生。

       氡是一種放射性氣體,其少量的存在於泥土以及岩石(尤其是花崗岩)中,科學家們認為當岩石受到強大壓力時,岩石內部產生無數微小裂隙,曝露於地下水的表面積自然也會增加,當地下水滲入裂隙之中,補滿裂開的空隙,可以接觸到較多的放射性物質,同時吸收更多量的氡。直到地震發生,岩石突然崩裂,氡的含量又逐漸下降。因此,監測井水含氡量,可以知道岩石受力情形,從而預測地震。

※分析天然氣含量:

       德國杜秉根大學的地質學家恩斯特(Ernst)教授,在富有沼氣的杜秉根地方從事地下沼氣含量的分析,建立了一種具有地方特色的地震警告系統。

       在1969(民國58)年,他首次觀測到探測器裡沼氣含量先增加0.2%至2%,而於經過強烈地震後沼氣含量又告下降。又發生餘震時,沼氣含量也會增加。在1973(民國62)年,恩斯特教授在中美洲的哥斯大黎加的首都聖荷西擔任客座教授時,與哥國的地質研究所合作研究,他以天然氣探測器觀測的結果,發現地球天然氣含量與火山爆發有連帶關係,此法也能預測地震。

       天然氣探測器主要在分析二氧化碳,因為在火山要爆發的那些地區,二氧化碳的濃度會高達12%。測定土壤內天然氣含量的方法簡單,測定工具只需一根1公尺的探測管,是屬於較經濟的一種預測地震方法。