2023年9月5日 星期二

人家說「百年周期」的梅山地震,敢按呢?

文/阿樹    震識:那些你想知道的震識  副總編輯

1906年梅山地震至今已超過100多年,這場嚴重的地震,不只震出了梅山斷層,也帶來了重大的傷亡。現在每當嘉義有發生零星的小地震,不免有人會好奇,是不是有什麼「百年地震週期」之說?這麼久沒有釋放能量,是不是有可能在孕育下次地震呢?先讓我們將時光倒回到1906年…

從1906年的梅山地震談起

1906年,臺灣正處於日治時期,來自日本文獻(嘉義地區震災誌)上記載著地震發生時間是3月17日上午6時40分左右發生地震。而根據記載,在大地震發生前約6分鐘,有記錄到前震的現象,不過因為地震前兆要寫下去又會多幾千字,這篇就先不討論了。

或許是當時是日治初期,臺灣的地震儀相關設備還相當少,僅有臺北、臺中、臺南、澎湖、社寮、臺東、恆春有設置地震儀,主要也以震度觀測為主。因此,震災誌上就沒有明確的震央位置、發震時間等資訊(1935新竹-臺中地震時就有相當豐富的資料了)。

當時沒有定出確切震央,只能利用等震度圖圈出發震地區大致是在嘉義梅山附近的梅山斷層 ,不過看起來當時是數字越小代表震度越大。F. Omori, Public domain, via Wikimedia Commons


這次地震災情相當嚴重的主要原因有幾個:
  • 土埆厝相當不耐震
土埆厝是自漢人移居臺灣後,傳統房屋常見的建築方式,主要是以稻草攪泥、經過日曬後所製成之土墼(或稱土埆)堆疊成房屋,再以稻草、瓦片等覆蓋作為屋頂。當時人們喜歡這種建法是在於成本比紅磚低、不像木頭怕白蟻,還有冬暖夏涼的好處。然而這種建物完全無法抵抗強震,震災誌上也寫著,這次地震若發生在日本,不致於這麼慘,大概就跟明治27年庄內地震差不多吧(該地震死傷約為梅山地震的一半)。

  • 醫療技術與救災體系才剛剛建立
當時人們不太了解救災的處置原則,加上語言的隔閡,有些「善意」人們不一定能接受,例如人們不想吃政府給災民的飲食,一來是不想讓自己像乞丐、囚犯,二來是怕吃了以後還要付錢,房子都毀了哪來的錢?另外人們對西醫外科手術的陌生,也難免有延誤就醫而讓傷患的病情加重,比如需要截肢等重大手術就很難說服當時的人們接受。雖然後來政府盡量派遣以臺灣人為主的醫護人員,但整體的制度還在磨合重,無法發揮最大效益。

  • 裏小腳的習慣讓女性傷亡更加嚴重
當時的傷亡紀錄,雖然沒有特別記載女性傷患是否有纏足,但當時的日本政府發現,嘉義廳人口的男女比為53比47,然而死亡與受傷的比例卻是反過來的44比56。而以更早在日本的震災傷亡的統計資料來看,傷亡的男女比會與人口分布的母群接近,而當時也認為理論上地震的避難條件無性別差異,故推論其理由於當時在臺灣仍普遍的「纏足」風俗有關。
當然,當時的政治背景,日人亦不希望臺灣有這樣風俗存在,後來便災害調查結果為依據,大力推行女性解放天然足運動。



首次發現梅山斷層
畢竟是日本治臺(1894~)起災情最嚴重的地震,除了總督府土木局長尾半平局長、台北測候所近藤久次郎到災區調查之外,日本也派了大森房吉博士與小橋內務參事官來調查地質狀況(因為4/18換成舊金山大地震,大森房吉就改到美國去研究另一個大地震了。

民雄(打貓)在當時已經有鐵路經過,正好就可以看出斷層錯動造成的變形,地表也有許多地方破裂,並伴隨著土壤液化噴砂的現象。破裂帶大致呈東西向的寬帶狀分布,而因為看起來是兩個帶狀分布,故當時斷層就以「梅仔坑斷層」和「陳厝寮斷層」命名。當初發現的破裂帶全長可能達25公里,向西可延伸到新港一帶(當時新港災情也頗嚴重),而且有很多分支,但現今所認為的梅山斷層,長度僅為13公里(by活動斷層地質敏感區劃定計畫書,梅山斷層),最西延伸到民雄國小,並在陳厝寮附近有一條分支。但目前學者們都還有不同的看法,到底民雄、新港一帶有沒有藏著看不見的斷層分支,還沒有定論。

1906年地震當時地表破裂處以紅線表示,鐵道左側(西側)為現今民雄市區,標示的1、2、3、4現今都沒有畫進梅山斷層裡面,地調所目前所公布的梅山斷層範圍,是由鐵道附近向西延伸到梅山鄉。(本圖資訊由鄭世楠教授於「塵封的裂痕 歷史地震第三講」整理)

話說現在我們都會盡量避免在活動斷層旁興建重要設施,然而國立中正大學的校區,剛好就被梅山斷層穿過。筆者不確定為何即使當初知道此處有斷層,還是蓋了中正大學,但至少我們知道建校時已經有考慮斷層而調整校地使用,比如斷層沿線附近主要是操場、高爾夫球場、棒球壘球場為主。唯一斷層上的建物為體育館,中正大學體育館最顯眼的地方就是巨大鋼骨桁架,當年我在念書時也有體育老師認為這桁架超醜,不過話說回來,這樣的結構就給外行人看,好像也會有比較耐震的觀感。而實際上校區的建築耐震設計皆遠高於一般的要求,耐震設計的地表加速度至少達0.4g,圖書館、行政大樓等主要建物甚至設計至0.7g,堪比核電廠的規範。運用各種方式減少人們對於斷層與地震的疑慮。
深藍色為梅山斷層位置,中正大學位於圖的中央處


梅山地震未必元兇是梅山斷層?
是說,一百多年了,我們對於梅山斷層了解夠透徹嗎?或許未必,雖然我們沒有辦法穿越時空到1906年去重新調查斷層,或是設置更多的地震儀,但現今已經發展出可以把早期地震儀紀錄,用現在的資料分析方式來認識當年地震發生的成因機制。Liao(2018)等人用現代的科技重新研究古地震後,重新模擬可能產生對應震波的斷層情境,發現其實比較有機會的狀況是,梅山斷層附近的地表變形還真的是「結果」,而「原因」反而是跟梅山斷層垂直的構造。這代表二件重要的事情:

  1. 1906梅山地震是否是梅山斷層所引發,還需要更多研究,可能別的斷層、也可能是鄰近系統連動的結果,這裡的地下構造或許比我們原先想的更複雜!
  2. 1906年地震的再現周期,更難說得準,可能上一次同個斷層發生地震是1792年,也可能不是,這地區的地震潛勢不易評估。

加上前面也有提到,1906年新港一帶地表破裂、土壤液化也是噴的一塌糊塗,而近代許多學者與中央地調所的調查仍認為梅山斷層是活動斷層,有發生大地震的潛勢,所以簡言之就是,我們還不確定的事情真的很多!

圖為1906年當時台灣的三個測站,台北(a)、台中(b)、台南(c)在大森地震儀紀錄中的水平分量,當時的指針是以是弧形方式畫記的。

Liao(2018)研究則認為1906地震震源是發生在垂直梅山層那個淺粉紅色面上。(Meishan fault=梅山斷層,Tachienshan fault=大尖山斷層,Chukou foult=觸口斷層。)


雖然不確定性變多了,但對於一般大眾或是當地居民而言,要考量的事情一樣,就是針對地震風險做好準備,而且準備還不會比原先設想的少。科學家的研究方向各有差異,但防災該當心的應該是殊途同歸,近斷層帶建物、老舊建物該要健檢或評估的記得請專家來看看,日常的防災用品準備和演習記得確實做,常常嘉義一帶有小地震就會有人詢問「百震週期甘有影」的問題,我想其實精準的答案並不重要,也難以有正確解答。不過,熟悉地震防災常識,至少可以讓我們在防災課題上可以拿到保險分吧!

參考資料:

Liao, Y. W., Ma, K. F., Hsieh, M. C., Cheng, S. N., Kuo‐Chen, H., & Chang, C. P. (2018). Resolving the 1906 M w 7.1 Meishan, Taiwan, Earthquake from Historical Seismic Records. Seismological Research Letters, 89(4), 1385-1396.


歷史地震波形資料處理與分析 

活動斷層地質敏感區劃定計畫書:F0021 梅山斷層(草案)

楊貴三,馮鈺棋,2005,嘉義地區活斷層之地形學研究。地理研究,第 42 期,民國 94 年 5 月

塵封的裂痕 歷史地震第三講:1906年梅山地震

中正大學校舍防震 堪比核電廠

經濟部中央地質調查所:梅山斷層