大地悄悄滑動，寧靜地醞釀一場叛變
一旦時機成熟，大量崩落的土石
便會激起千尺高的海嘯，引爆一場驚天動地的災難！

2000年11月，夏威夷大島經歷了10多年來最劇烈的地震，使得奇勞亞火山（Kilauea vocano）南坡2000多立方公里的土石傾瀉入海，釋放出地震規模5.7的巨大能量。部份震動區域的正上方每天有上千遊客駐足，為了一睹大島最令人歎為觀止的熔岩流。然而，當地震發生的剎那，竟無人發現，連地震學家都沒察覺。

為什麼這麼顯著的地震會沒有人發覺？事實上，就如上述的例子，震動並非地震發生的要素，奇勞亞火山事件正是「無聲地震」（silent earthquake）第一批具體記錄之一，這是直到最近幾年才被科學家確認的一種大規模地震。的確，要不是我在美國地質調查所夏威夷火山觀測站的同事，使用一種敏感儀器網絡去監測火山活動的話，我永遠不會發現這類型的地震。最後我注意到，奇勞亞火山南側有沿著地下斷層滑動10公分的現象，而且這個過程共耗費約36小時；這種速率對一個地震來說，簡直有如烏龜爬行。在一個典型的地震中，斷層兩側相對的滑動速率是以秒為單位來計的，這個過程足以產生震波，使地表搖晃、震動。

但是，既緩慢又安靜的地震並非不具威脅性。我和一同監測的夥伴很快就意識到奇勞亞火山的無聲地震，可能就是災難的預兆。要是相同體積的石塊和碎屑獲得了動量，並且選擇以巨大山崩的型式來發洩的話，這些石塊和碎屑便會脫離火山、快速衝入大海，結果將引發難以想像的災害。當崩解的土塊落入海中，激起高聳擎天的海嘯，整個環太平洋沿岸的城市便會遭受威脅。如同地質學家所聲稱的，這樣的「災難性邊坡崩坍」（catastrophic flank failure），會是全球火山島的潛在危機。

無預期的翻攪

值得慶幸的是，無聲地震的發現亦未嘗不是件好事兒。災難性邊坡崩坍發生的機率其實很低，而記錄無聲地震的儀器也使及早發出預警成為可能。新的證據指出，若是以可能引發無聲滑動的條件來考量的話，採用大膽的策略來因應邊坡崩坍則會較為合適。在一些未有邊坡崩坍問題的地區，也有無聲地震的發生。對於這些無聲地震的了解，能夠提供資訊，進而激發學者改進預測地震的方法。

無聲地震以及災難性邊坡崩坍的連帶關係，是在研究其他潛在天然災害時無意發現的。破壞性地震和火山在日本及美國西北環太平洋地區一直受到重視，因為這兩個地區的板塊正不斷隱沒到地球深部，形成「隱沒帶」。自1990年代初，地質學家就開始在這些區域和沿著活火山的邊坡上（如奇勞亞火山），部署了大範圍的全球定位系統（GPS）接收器，形成一個持續記錄的接收網路。從超過30顆導航衛星傳回的訊號，這些儀器會計算受監測區域任何時刻在地表的位置，最小可觀察到幾公釐之間的變化。

部署這些GPS接收器的科學家希望看到的，不只是板塊構造的地殼緩慢持續地移動，也想看到由地震或火山引起的相對快速運動。當儀器監測到與任何已知地震或火山活動無關的微小地表移動時，他們不免有些吃驚，而就在研究人員把地表移動的情形畫在地圖上後，他們發現它的型態與斷層活動的某道特徵相似極了！換句話說，一個已知斷層其中一側的所有GPS站，大體上都沿著相同方向移動了幾公分。若說這樣的型態是花了一年或更久的時間才形成的，其實並不令人訝異，因為科學家早就已經知道「斷層潛移」（fault creep）這種緩慢平穩的作用。然而，若位移的速率是一天幾公分的話，這個神秘事件便是以幾百倍的速率發生的。撇開速度快慢不談，這些無聲地震還賦予其他相對滑移事件不同的屬性，使它們與斷層潛移有所區隔：它們不是持續穩定的過程，而是個突發事件，來得快、去得快。

這種驟然開始的現象若是發生在火山島的側翼，就會讓人擔心發生災難性邊坡崩坍的可能性。大多數典型的地震是沿著斷層發生的，而斷層天生就安裝了「煞車裝置」：當斷層面兩側的陸塊擦撞而過時，一旦應力從兩者之間釋放出來，摩擦作用便會終止其運動；不過，假使重力變成了主要的驅動力，運動則會持續下去。最糟的情況是，一旦火山的側翼開使滑動，位在斷層上方的火山區域便極不穩定，因為重力會拖垮整座火山，直到它解體、成為海底的一堆碎屑。

要是熔岩不斷噴發而出，且累積的速度比侵蝕還快，像奇勞亞這樣火山的坡度便會越來越陡峭，最後勢必難以招架這樣的坍塌。奇勞亞火山發生無聲地震一事，暗示著火山的南側正在移動—或許，它正通往最終毀滅的道路。

現在，沿著斷層面的摩擦力扮演的角色就像手煞車，但在過去的許多例子中，重力都贏得了最後的勝利。長久以來，科學家透過聲納影像，目睹了古代崩坍的證據：在全世界火山島周圍的淺水區，都有巨大碎屑分佈，包括地中海的西班牙小島馬略卡和大西洋中的加納利群島。至於夏威夷群島，科學家發現在過去500萬年間，一共發生了25次獨立的坍塌事件，這在地質時間上充其量不過是一眨眼的光景。

在典型的地滑移運動中，其沖刷入海的物質體積，是1980年聖海倫火山爆發所噴出體積的100倍，如此驚人的量是足以引發巨大海嘯的。比方說，在夏威夷的拉奈島，地質學家就發現海浪作用的證據，其中包括了在海拔325公尺的山丘上大量的海洋貝類碎片。夏威夷大學瑪諾亞校區的麥墨瑞（Gary M. McMurtry）和他的同事推斷，這些貝類會出現在這麼高的地方，應該是隨著海嘯沖刷到小島上，而沿著部份夏威夷島的海岸線，海嘯的高度可能高達300公尺；反觀現代所記錄到的海嘯，大部份的規模只有前者的十分之一而已。

為最壞的情況做打算

這聽起來的確令人戒慎恐懼，因此必須徹底了解這種天然災害的來龍去脈。在人類活動的歷史中，火山的災難性邊坡崩坍所發生的機率確實很低（儘管比大顆小行星或彗星撞地球的機率要高得多）。在夏威夷群島某處發生的崩坍，規模若要大到足以引發海嘯，大約每10萬年才有一次；而有些科學家估計，全球發生這種事件的機率，也不過一萬年一次。但因為這樣的災難太具毀滅性了，很多學者都同意應該未雨綢繆，即早防患未然。

為了偵測不穩定的火山島內部變形的情形，科學家開始在印度洋的留尼旺島、維德角群島中的福哥島，以及整個加拉巴哥群島之間，佈下天羅地網般的GPS接收器，以連續接收資料。舉例來說，涵蓋了20多個GPS接收站的奇勞亞火山接收網，就曾記錄到潛移、無聲地震，以及大規模具有破壞性的典型地震。然而，某些科學家提出，奇勞亞火山目前之所以能免於災難性的崩坍，是因為目前海面下的砂石泥柱撐住了火山的南側，而這些砂石泥柱可能正是之前從南坡上崩落的碎礫。我們對奇勞亞火山滑動方式的新發現，或許可以用來簡單地概括其他火山島，儘管它們未必具有類似的支撐結構。

對任何火山島，不管它獨特的環境為何，從無聲滑動到驟然坍塌這段時期，皆會經歷到快速下滑的瞬時加速過程。在最糟糕的情況下，這樣的加速作用會導致滑動速度陡升，連讓人做早期監測和發出警告的餘地也沒有。反之，最佳的情況是，加速作用會間歇性發生，以一連串無聲地震的型式慢慢增長成一般地震，然後演變成一場大災難。持續監測的GPS接收網絡，可以早在撼天動地之前，輕易偵測到這種不規則的加速作用，更幸運的話，還有足夠的時間發出海嘯警報。

【意猶未盡嗎？欲閱讀完整全文，請參閱2004年4月號「無聲地震的威脅」一文。】

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