談起地震只想到板塊運動?快來惡補丟了很久的地球科學吧

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過往許多教育或某些片段的科普知識,在「地震成因」的部分,經常會以板塊構造運動的學說,來解釋板塊運動伴隨而生的地震。

不過,事情才沒這麼簡單呢! 集團資訊關於我們集團介紹我們的團隊旗下媒體關鍵評論網everylittled.INSIDE運動視界Cool3c電影神搜未來大人物歐搜哇商益旗下節目多元服務Ad2Taketla拿票趣關鍵議題研究中心Cr.EDShareParty達思智能科技士奇傳播與我們合作內容行銷與廣告業務異業合作原創內容暨內容媒體業者合作加入我們新聞中心 2017/11/23,生活photocredit:REUTERS/IvanAlvarado/達志影像震識:那些你想知道的震事《震識》專門跟大家「聊地震的事」,由中央大學馬國鳳教授與科普作家潘昌志(阿樹)共同成立的地震知識部落格。

我們希望透過淺顯易懂的分享方式,讓地震知識走入日常生活中,同時也會藉由分享各種地震的歷史或生活故事,讓地震知識也充滿人文的溫度。

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立即支持文:阿樹 這篇來聊聊稍微難一點點的地震科學,但我們盡可能用簡單方式切入。

過去,如果有機會和對小朋友講到地震成因時,我經常會提一個很簡單又不簡單的問題: 我:「地震是怎麼來的?」 小朋友:「是板塊運動!」 我:「那板塊是什麼?」 小朋友:「是我們腳下的地方」 我:「板塊『運動』就會地震?那板塊是地震時才運動?還是一直都在動呢?」 我可不是故意要刁難孩子們,而是在科普推廣的經驗中發現了許多常見的盲點,一有機會我就會想盡辦法導正。

過往許多教育或某些片段的科普知識,在「地震成因」的部分,經常會以板塊構造運動的學說,來解釋板塊運動伴隨而生的地震。

不過,事情才沒這麼簡單呢!人們嘗試用不同方式去了解地震成因的歷史已有數千年,不過到了1906年舊金山地震後,人們才連結了地震與斷層的關聯。

至於1960年代才興起板塊學說,也和地震的關係密不可分,板塊學說可以用來解釋地震,地震其實也是建構板塊學說模型的佐證,今天我們不只談科學,也談歷史,從地震的科學史來看人們探尋地震成因的脈絡。

將地震和斷層摻在一起的第一人:萊尹爾爵士 由John&CharlesWatkins-,公有領域,維基連結。

萊伊爾爵士(1865~1870之間拍攝照片) 最早的人們觀測地震的狀況,不過就是「地在搖晃」而已,但因為大地沒事不會搖晃,加上古代人也不會知道地下除了石頭之外還有些什麼,所以也根本想不懂地震是哪來的。

自古以來有許多人嘗試了解地震,不過因為距離理論仍太遙遠,我們直接跳到較重要的一位主角:英國地質學家萊尹爾爵士,你可能沒聽過他,但他是在地質學和演化論的發展上皆扮演了重要角色,他支持赫登的「均變說」,覺得世間的許多地質的現象都是經年累月慢慢形成的,就像滴水能穿石般的緩慢……而後來達爾文在發展演化論時,多少也受到地質學的影響(這又是另一個故事,我們之後再聊)。

  回到正題,萊伊爾走遍大江南北,看了很多「斷層」,他的想法是: 「斷層不是一天造成的!」 我們在國中課本上看到的斷層,經常都會看得出它的「錯動」方向,但實際上很多時候斷層長得又是另一種樣子,甚至斷層兩側是八竿子打不著邊的岩層,認真一算,搞不好從古至今滑動了好幾十公尺。

所以,萊伊爾就覺得這應該是一點一滴累積而成的。

這時,恰巧有一起證萊伊爾想法的地震發生,1855年地震發生時紐西蘭雖不能算是殖民地,但也是英國的好朋友,萊尹爾就從紐西蘭地震後得到的資料,確認了地震與斷層的關聯。

不過對於當時萊伊爾的想法僅止於找出「相關」而非「因果」,這就像是雞生蛋在先,還是蛋生雞在先的問題一般,到底地震是「怎麼樣發生」,還無法解釋。

圖片來源:取自USGS網頁 1906舊金山震後因斷層錯動變形的圍籬 不止摻在一起想,還想了合理解釋 時間跳到近50年後,1906年舊金山地震造成加州灣區嚴重的傷亡,但也因為它發生在人們已充分開發的地區,所以有完整的測量資料,就像是我們現在家家戶戶都有畫好地圖地籍一樣。

地震後重新測量,發現有些地方的錯動量十分驚人啊! 欸?不對啊,這件事不是跟萊伊爾看到的狀況一致?到底是要怎麼看出斷層「怎麼動」的? 這時就要感謝辛勤的加州的畜牧業者,幫我們記下了斷層在地面留下的痕跡,如果要開個牧場,勢必要蓋圍籬。

有些牧場的圍籬就正好蓋在斷層線上,在地震過後,正好就發現了這些先來後到的圍籬,記下了截然不同的變形。

如果是已經蓋好非常久的圍籬,地震後幾乎完美的截成兩半,明顯的看出斷層的變形。

不過,如果是地震前沒多久才蓋好的圍籬,卻是斷成弧形的,這樣太奇怪了! PhotoCredit:震識 型式一:完整的變形。

型式二:同震變形。

(這兩者差異於後面的文章中將說明) 然後,在1906地震後多達一千六百多頁的報告中,有一篇「地震的機制」,作者里德(HenryFieldingReid)闡述了地震與斷層的關係,提出彈性回跳理論來解釋斷層上發生的現象和地震之間的關係……真要細講應該寫個三個星期都講不完,所以還是先跳結論——斷層錯動引發地震的過程可以分成三個階段: 第一階段:斷層未受外力的作用也沒產生變形的階段。

第二階段:隨著力量的累積,變形也慢慢的變化,而此時斷層面因為摩擦力的作用,是整塊卡住還沒有斷開的,整塊地層像有彈性般變形。

第三階段:斷層上面的作用力和摩擦力的平衡達到臨界點,一口氣錯動開來,並同時發生地震,地震就是釋放突然錯動產生的能量變化。

就加州的聖安德列斯斷層來說,斷層上的地震便以這樣的方式周而復始發生,在一次大地震後,就有點像是重置這個循環回到第一階段一樣。

這個理論不是隨便說說,而是建立在精密的震後測量上,包括前面提到的圍籬變形方式。

我們先來看看,彈性回跳理論的基本示意圖: PhotoCredit:震識 彈性回跳理論的三個基本階段循環的示意圖,斷層面在地震發生前會「鎖住不動」而累積應力,直到臨界點才會一口氣錯動,並周而復始重覆。

而前面提到的「型式二」的變形方式與彈性回跳理論並不矛盾,反而是忠實呈現接近同震的變形: PhotoCredit:震識 我們可以想成在斷層面開始累積應力與應變時,才蓋上了新的籬笆,所以離斷層較遠的地方已經先變形了,而斷層面在地震當下的錯動才是最劇烈的! 更重要的是,上述用圍籬的示意方式,不僅僅是個概念上的理論,還能用數學式子來解釋。

因此現在我們才能運用地震波、精密測量與地震後的觀察紀錄來研究斷層的行為,雖然並不是每個斷層的特性都相同,但多數經過重覆的觀察後都可以簡化成上述的行為與方式,這也是目前我們對於地震成因的認識。

雖然這個理論至今仍普遍用來解釋地震的成因,不過其實當時的這個理論還沒辦法完全幫我們解開問題。

從前文的脈絡至少就可以列出幾點疑問: 這個理論有沒有例外? 讓斷層附近變形和錯動的「外力」是哪來的? 理論上提到的狀況是已經有斷層了,那斷層又怎麼「從無到有」? 我們先來聊聊「例外」的情況,有沒有不是循這種模式的呢?有!譬如火山地區岩漿庫內的岩漿增加、移動或冷卻時所造成的地震。

而就算是與斷層作用相關的地震,也不是百分之分就能分成這三個階段,有些斷層經常緩緩的錯動,不發生地震或是僅發生規模很小的地震,有些斷層則是既會發生大地震,也會發生無震的滑移或是小地震,這些差異受了很多因素影響,像是斷層面上的摩擦性質、外力作用的大小與變化,甚至鄰近地區的大地震,也可能間接改變了斷層面性質與能量累積的臨界等,這種種差異,也讓現今科學家不斷修正、調整各項理論的看法。

至於第2和第3點疑問,其實現今的科學已早有解答。

板塊構造學說用板塊運動解釋了「為什麼會有外力」讓地表附近的岩層產生各種變形,而斷層怎麼「從無到有」,則又可以從實驗室中岩石力學的實驗來驗證。

不過這兩項又得再花個兩篇文章來細說分明,就暫且賣個關子或請參閱延伸閱讀略知一二吧。

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立即支持在科技不斷進步的過程中,許多過去不存在的工具,到今日已成為現實。

2008年「智慧地球」的概念出現後,全球便開始推動智慧城市的發展。

臺灣向來以科技之島自居,自然也不例外。

在政府多年來力求數位轉型的政策下,臺灣進入了「智慧城鄉」的時代;所謂智慧城鄉,是運用大數據、物聯網、AI人工智慧等科技,串連市民、產業與地方,以創新的方式讓彼此有效溝通,並針對地方的特色和需求提供客製化服務,進而改善人民的生活品質。

把問題當作燃料,用科技強化服務力 然而,城鄉發展必然會有不均的問題,藉由科技介入、釐清現實痛點的立意雖良善,卻也無法忽視城鄉間的數位落差。

在偏鄉地區因為人口流失、高齡化、科技產品使用率較城市低,數位化的腳步自然較為緩慢,向來是各項服務設施鞭長莫及之處。

先進醫資從2018年開始,在經濟部工業局「普及智慧城鄉生活應用計畫」的支持下,在高雄、屏東與澎湖發展「雄健康打造智慧樂活社區共照應用服務」(以下簡稱「雄健康」)。

當時總經理黃兆聖就非常清楚,首先要解決的就是資源不足、人力不足、缺乏回饋三大問題,而數位化、智慧科技等創新力量,正好可以有效的連結偏鄉生活需求與痛點,讓在地化、客製化的服務與設施,全面提升民眾的醫療照護品質。

用最體貼的科技,讓照護範圍沒有邊界 「雄健康」計畫的目標,是在衛生所、醫療院所、長照據點、社區活動中心及商業通路等多元化的據點,設立「智慧健康照護站」,提供血壓機、血氧機、血糖機等生理量測設備的整合服務,同時還支援多種身分識別登入、數據隨身、遠距諮詢、銀髮族健康管理量表等功能,讓市民可以依自己習慣的生活圈,就近接受基礎的照護服務,並且養成定期自主量測的習慣。

這些健康紀錄將會上傳雲端、整合數據,不只可以將結果傳送給自己作為提醒,在民眾實際就診時,也能成為醫生評斷的參考,協助醫護人員及早發現異常或是調整用藥,大幅降低醫療資源及人力不足的問題。

同樣對提升醫療資源與人力應用效率有幫助的還包括「雄健康」計畫中的客服機器人腳本。

這個功能是針對不同客戶需求,開發多達50種服務的腳本客服機器人,用來即時解決民眾常見的健康問題。

只要民眾對自己的健康狀況有疑慮,就可以詢問線上客服機器人,並獲得最初步的協助。

最重要的是,這個客服機器人以國人常用的社交軟體LINE作為平台。

有鑒於LINE的普及率高,使用者無需重新下載及適應新軟體,對年長者來說更是友善,使用意願便明顯提高,如此一來,為民眾所建立的個人自主健康照護服務,就這樣一步一步地建立起來了。

立基於「雄健康」在高屏地區和澎湖的發展十分順利,2021年開始便積極與臺南、臺中、高雄、屏東、金門地方政府合作,務求達到更深入、體貼的服務,發展出獨特的「健康共照雲」系統。

靈活因應疫情變化,滾動式修正共照雲服務 原本是為了打造數位醫療照護服務而發展的共照雲,參考了「雄健康」所建立的數位化照護服務內容,同樣使用LINE作為平台,目標同樣是為了解決偏鄉資源和人力不足的問題。

沒想到今年五月,在傳染力更為強大的Omicron變異株的肆虐下,疫情擴散迅速,臺南市共照雲的發展也臨危受命,在短短五天之內將服務上線,主要協助民眾獲知疫情訊息、確認自身狀況,另外也提供下載居家隔離單、施打疫苗、申請補助等服務內容。

在疫情猛烈的攻勢下,共照雲成為市府、醫療院所與民眾溝通、解惑的最佳橋樑,甚至做到AI快篩辨識服務,協助許多臺南偏鄉地區的民眾不需冒險接觸人群,線上就可以判斷是否確診,後續再由醫療人員介入協助,減少很多不必要的擔心和移動。

photocredit:智慧城鄉計畫 臺南市衛生局長許以霖與先進醫資總經理黃兆聖。

同時,客服機器人,也在疫情期間提供了最佳輔助。

在衛生局、先進醫資和醫療院所的共同努力之下,不斷地優化、精進客服機器人腳本。

無論市民為確診者、居隔者、密切接觸者⋯⋯盡可能讓每一個人都能在機器人的服務中,找到問題的解答。

臺南市衛生局長許以霖表示:「對抗疫情,臺南市的目標很明確,就是要讓就診人數維持在醫療量能之下。

客服機器人的出現,減輕了醫護人員疲於接電話、回答民眾問題的瑣碎流程,更能專心在照顧中、重症患者,在疫情大爆發期間不至於崩潰,如此才能真正守住所有市民的健康。

」 當然,疫情是一時的,市民的健康才是長久的,「健康共照雲」的目標,是希望可以透過民眾健康紀錄的數據化,成為日常自主照護的重要幫手。

下一步,先進醫資希望能跨縣市留存健康資料,成為全國性的第一線照護服務。

而這些數據,都將成為中央和地方政府參考的基準,以便未來做到精準打造各縣市的特色照護服務。

以人為本,發展城鄉均好的未來 在2025年即將邁入超高齡社會的前提下,如何幫助國人健康、安心地迎向老年,已是國家與全民必須面對的重大課題。

與此同時,臺灣也是一個充滿創新能量、技術發展快速的地方,所以過去所面臨的困難,今日已可以透過科技來解決。

「智慧城鄉計畫」從2018年起,持續針對地方需求,鼓勵業者提出新興解決方案,在推動健康領域方面,不僅是智慧照護,包含遠距醫療、健康量測、智慧運動以及登革熱防治等,都秉持著以人為本的初心,以科技的力量來照顧臺灣這片土地上的每一個人,透過政府和企業攜手合作,協助地方數位轉型,並降低城鄉之間的落差,共同建立一個城鄉均好、全民均享的理想未來。

經濟部工業局廣告 猜你喜歡Tags:智慧城鄉健康照護數位轉型臺南市衛生局臺南市政府健康共照雲疫情城鄉差距先進醫資COVID-19經濟部工業局機器人More...成為會員,在關鍵評論網暢所欲言成為會員成為會員5年前從香港神秘失蹤:「肖建華案」開審,控罪未公布、加國外交官旁聽被拒1則觀點【關鍵眼中盯】強森歹戲拖棚的「不下台」秀:當制度是為君子設計,死皮賴臉的人就能予取予求1則觀點土耳其官媒:發現6.94億噸稀土儲量僅次於中國,可滿足全球千年需求1則觀點《青年路德》導讀:淺談心理學巨匠艾瑞克森的生命故事1則觀點為什麼《蜘蛛人:無家日》無法在中國上映?專家解讀深層原因:自由女神惹的禍?1則觀點「羊村繪本案」:香港首宗煽動刊物案開審,5工會成員否認控罪1則觀點《北漂台灣》:黃明志再成金曲獎遺珠,台灣樂壇還有哪些大馬歌手大放異彩?1則觀點小兒麻痺症如何從無法治癒的全球浩劫,到如今僅剩巴基斯坦和阿富汗仍未消滅?1則觀點《青年路德》導讀:品嘗心理與宗教間的辯證性關係1則觀點推翻墮胎權恐產生骨牌效應?美大法官:最高法院應「重新考慮」保障同性婚姻、避孕的判決先例1則觀點



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