地震規模和震度的由來:芮氏規模出現之前,歷史上的人如何度量地震有多大?

地震規模和震度的由來:芮氏規模出現之前,歷史上的人如何度量地震有多大?
2022年7月菲律賓山區發生的地震導致巨石滾落 | Photo Credit: AP / 達志影像

我們想讓你知道的是

地震有「規模」也有「震度」,這牽涉到一個問題:在「芮氏」制定地震規模前,歷史上的人是怎麼度量地震的呢?以1870年代義大利的「羅西佛雷分級表」,第五級「溫和地震」是:幾乎每個人都感覺到搖晃。家具搖動,有些銅鈴會被搖響。扣掉時代感的名詞,和現在看起來其實相差不遠......

文:胡芷嫣(對於世界是如何長成今天的樣子,具有執迷不悟的好奇心;喜歡把事件放到脈絡中看,把人放進時代中看。確信這個世界有一百種可能,我們所知所生活的只是其一,而那些途經的或等待實現的,還藏在皺摺中)

前兩天台東接連發生規模六以上的大地震,火車翻覆出軌,秀姑鸞溪上的高寮大橋被連根拔起,花蓮三層樓房像潮溼的方糖一樣,霎時崩碎。

我家剛好在鹿野,非常接近週六晚地震的震央。當天晚上雖然我不在東部,但聽家人形容與傳來監視器畫面,都直冒冷汗,覺得死裡逃生。大地先是細語般地輕微搖晃,幾秒後腳下就傳來一陣確鑿巨響,同時眼前樹木汽車房屋電線桿等萬物都失去重心東倒西歪,家裡的鏡子雜物醬油瓶罐機車……全在一瞬間砰砰震落。

好不容易恢復平靜,捱過人生中最長的幾秒鐘,考驗卻還沒終止:一波接一波餘震連連,讓人不得闔眼。有台東友人不敢睡,索性把不久前中秋節的木炭烤肉架拿出來,徹夜蹲在院子烤肉消遣,災情中還是要維持花東chillax風骨。萬幸的是,雖然連續強震襲擊,只有極少數人員傷亡。

歷史上測與沒測到的大地震

現代地震儀所記錄到規模最大的地震,是1960年的智利大地震,規模為9.5。劇震持續十分鐘,接連而來的巨大海嘯,不只讓村鎮幾近全毀,甚至一路傳越太平洋,波及夏威夷、菲律賓和日本。因為地震規模太大、波及範圍太廣,傷亡人數至今仍沒有定論,有一說是罹難人數超過6000人。

如果按公式換算,1960年5月21日下午三點智利大地震的能量威力,大約是週日下午兩點台灣地震的「17萬倍」以上。

不過,嚴格意義的現代地震儀,大約是二十世紀初的西方發明(當然有人會說,課本上的中國之光張衡的「候風地動儀」呢?好吧,如果地動儀是真的,那些龍頭充其量也只能指示地震方向,無法量測強度),歷史文字記錄來看,人類遭遇過最大的地震,應該是1556年中國嘉靖大地震。

那年1月23日深夜,山西、陝西和河南同時發生地震,日月無光,天崩地碎,「城郭房屋,陷入地中,或平地突成山阜」。地貌劇烈變動,數千平方公里範圍內的人造建物,全數崩塌;明代繁榮市景風華,一夕之間灰飛煙滅。據現代歷史學者統計,嘉靖大地震方圓八百公里內,大約六成人民罹難,死亡人數估計有整整48萬人。

但是,如果要問嘉靖大地震的能量威力,是智利大地震的幾倍,甚或是兩個地震哪個比較強?或許,就沒有答案了。

雖然人類與地震共存了兩千多年,但直到1930年代,我們的科學知識進展才終於徹底解開地震的真正成因之謎——地震成因不是古希臘哲人認為的土地裡有風,也不是日本傳說有一條藏在深海裡的大鯰魚在擺動,更不是中國人深信地牛翻身或蒼天有警告要說,腳下土地之所以會震動搖晃,是源於板塊運動中的地殼碰撞擠壓。

在1930年代,人類製作出量測地震的科學儀器,並制定了第一個計算地震大小的客觀標準。那個標準,就是我們非常不陌生的,至今耳熟能詳的,芮氏規模(The Richter Scale)。

儘管,芮氏規模其實是芮克特(Charles Francis Richter)與他的同僚兼指導古騰堡(Beno Gutenberg)兩個人共同制定的(很棒的地震科普平台震識有專文說明),儘管,芮氏規模有飽和問題,無法準確測量太深、太大、或離加州太遠的地震(因此通常6-7級以上地震會建議用另一種較新的地震矩規模計算),即使如此,芮氏規模仍是全世界第一個地震統一測量方法,直到現在,台灣氣象局仍以芮氏規模來計算大大小小地震。

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Photo Credit: Benjamin J. Burger / CC BY-SA 4.0
以地震儀上記錄到的最大地震波振幅,是為芮氏規模

附帶一提,和台灣一樣地震頻仍的日本,並不是用芮氏規模,而是用自己的日本氣象廳(JMA)規模;針對週六台灣地震,日本用他們的算法推估規模達7.2。

再附帶一提,日本對全球地震學貢獻居功厥偉,日本地震學者兼銀行家和達清夫,1928年發表一份地表位移距離與震央震源的相關研究,這份研究促成日後芮氏規模的制定;此外,剛剛提到芮氏規模有其計算限制,所以6-7級以上地震會建議用較新的地震矩規模(Moment magnitude scale)計算,這也是日本地震學家金森博雄在1970年代的研究成果。

不過,這些都是另一個故事了,而且有關地震大小能量的計算方式與科學細節,遠超出我本人的理解力與解釋力,所以還是不要繼續往下獻醜好了。

芮氏規模出現前,怎麼量地震?

到這裡,你可能會想,除了地震「規模」,還有另外一個數字「震度」?

這牽涉到另一件同樣有意思的事——在芮克特制定地震規模之前,歷史上的人怎麼度量地震。

就跟本文開頭描述台東、智利、中國山西等地震的方式差不多,在地震儀出現之前,古人也是用地震所「造成的災害」,來描繪書寫每一次地牛翻身。到了1870年代,義大利的地震學家羅西,與瑞士的湖沼學家佛雷,不約而同想把這些文字的形容書寫,給系統化、標準化、分級化,於是他們合作制定了「羅西佛雷分級表」(Rossi–Forel scale),按照地震造成的(而且人觀察得到的)環境變化,給地震分為十級。

例如,第五級「溫和地震」(moderate tremor),適用的程度狀況是:「幾乎每個人都感覺到搖晃。家具搖動,有些銅鈴會被搖響。」


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Photo Credit:TNL Brand Studio

我們想讓你知道的是

AWS將於今年10月7日上午10:00舉辦線下開發者聚會AWS Enterprise Dev Day,以「技術開發」為活動主旨,透工作坊、講座形式,圍繞NET & Java現代應用、雲端服務、人工智慧等數位技術進行交流,精進企業雲端技術競爭力。

現今雲端已達到隨需可用的成熟度,企業該如何備戰自身技術力,了解透過雲端發展AI/ML應用、大數據分析、優化架構,並趁著新服務或新應用的契機嘗試上雲,或是將既有應用搬遷上雲,達到未來以更低成本有效管理內部資源及強化資安,並減少資源閒置,搭配現代化的方法論及工具保持未來彈性,在技術系統上達到永續經營。

AWS首次在台灣舉辦「AWS Enterprise Dev Day」,希望與企業交流如何在AWS上快速有效地遷移和現代化,以及針對希望了解開發、部署、管理現代應用程序的.NET與Java開發者介紹適合使用的工具和服務。

AWS Enterprise Dev Day活動特色

此次活動為首次為企業舉辦線下大型開發者聚會,為所有.NET與Java開發者量身打造的技術議程,以及同時從主管與開發者角色出發的活動內容設計,如有關於企業上雲挑戰、資安、現代化、開發、訓練考照等精彩內容。歡迎企業執行長、資安長、技術主管、及開發人員團隊立即報名,幫助您利用AWS雲端的廣度和規模,與眾多技術專家交流,持續保持自身企業在未來的即戰力!此外,本次活動全程錄影,報名參與者即可獲得AWS的演講內容。

最特別的是,此次活動下午場次採多軌分場的方式進行,屆時將有多場堂精選技術議程及實作上機工作坊,包含AWS熱門服務精華、方法論、最佳實踐、實戰分享等;而後續更將開放另外報名「.NET & Java現代應用開發實作工作坊」,帶您透過專業技術團隊支援及現場技術專家一對一諮詢,搭配實作課程與團隊協作解決實際技術難題,並與開發者技術同好現場即時互動交流。

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本場開發者聚會將包含以下七大主題:

  1. NET & Java現代應用開發(.NET & Java Modern Application)
  2. 搬遷上雲(Migration)
  3. 無伺服器服務(Serverless)
  4. 容器服務(Containers)
  5. AI / ML人工智慧與機器學習(AI/ML)
  6. Data Analytics資訊安全(Security)(Security)
  7. 訓練考照(Training & Certificate)
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Photo Credit:AWS

無論您是企業執行長、技術長、技術主管、資安相關人員、IT人員、解決方案架構師、開發人員、工程師或系統管理員,邀請您一同現場交流,藉此掌握現代開發趨勢、AWS的熱門雲端技術、平台與服務。

AWS Enterprise Dev Day活動資訊

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Photo Credit:AWS

日期:2022年10月7日(星期五)
時間:10:00 AM~3:30 PM
地點:南港展覽館二館 7F

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