【科學講堂】監察海底地殼 預測地震發生
各位知不知道，海嘯有多厲害，可以對人命及財產帶來多大的威脅？2011年，日本仙台市以東的太平洋海域發生9.1級大地震，造成十分嚴重的海嘯，因而對福島的核電廠帶來極大的破壞，迫使大家重新關注核電安全的問題；2004年於蘇門達臘外海發生9.3級的海底地震，造成三十餘萬人喪生。這些例子都在告誡我們，海底的地殼活動，可以帶來十分龐大的破壞，值得我們留意及監察。今天就和各位討論一下近幾年科學家在這方面的努力。
平靜中暗藏危機 大地震無從預測
以上提到的兩個例子，指出了海底地震的規模與嚴重性。地球的海床上存有幾條大的斷層，當相鄰的地殼板塊互相摩擦，就有可能造成大幅度的地震。而且這些地殼的活動藏於海水之下，要仔細觀察並不容易。比如說北美洲西岸離岸約50公里，就有一段名為卡斯凱迪亞（Cascadia）的斷層帶。這個斷層帶長達1,000公里，曾在1700年造成約9級的地震，所引起的海嘯甚至橫越太平洋到達日本。
與其他斷層帶相比，卡斯凱迪亞斷層帶更為危險：一般來說，其他的斷層會斷斷續續地發生較小的地震，科學家們因此可以依賴這些小地震來監察斷層的狀況，再藉此預測下一次大地震的來臨。不過，卡斯凱迪亞斷層帶卻十分平靜，很少發生這些小地震，因此就好比一座「外強中乾」的木橋，隨時都可能毫無預警地倒塌下來。
海底量度耗資大 研究資金難申請
要監察與推測地殼活動，在地面我們可以利用全球定位系統來準確地記錄並對比地殼的移動。一直以來，地震學家都在記錄卡斯凱迪亞斷層附近地面的移動，希望藉此為這個斷層建立準確的數學模型。不過地面移動的數據限制了科學家們深入了解這個斷層：現在流行的兩個模型，一個預測這個斷層的壓力正在慢慢被釋放，因此不會帶來太大的災害；另一個模型卻認為斷層相鄰的地殼板塊正緊緊地扣在一起，隨着兩者之間壓力的累積，大地震有可能一觸即發。
由此可見，我們確有需要測量海底地殼的移動，才有可能推斷以上兩個模型哪個比較正確。為了量度地殼的上下移動，科學家們已開始在海底安裝精密的儀器：比方說假如海底向上升了少許，就代表海水壓在這些儀器上的壓力會減少，再經由這些儀器將這樣的改變轉化為可以記錄下來的信號。海底的另一些儀器就負責向水面的測量船隻發放信號，好讓我們計算出海底地殼在水平方向的移動。
跟許多科學研究相類，進行這些海底的量度亦有不少的難處。費用是一個明顯的因素：在海底安裝測量地殼上下移動的儀器，每個動輒需要美金幾萬元。科學家們要爭取財政上的支援亦不容易：大規模的地震與海嘯，雖然破壞力驚人，但可能只是幾百年才發生一次，因此有時候不容易說服大家投入相當的資源以進行研究。
●杜子航 教育工作者
早年學習理工科目，一直致力推動科學教育與科普工作，近年開始關注電腦發展對社會的影響。
