2016 熊本地震野外考察與感想

圖／鍾令和提供
文╱原館訊357期

近年日本接連受到強烈地震襲擊，如 2011 年史上少見規模 9 的 311 東日本大地震，地震引發海嘯並間接造成福島核電廠的損壞。接著去年在九州又發生規模 7.3 的熊本地震，為 1923 年規模 8.3 關東大地震之後日本陸上規模最大地震。連日本三大名城之一的熊本城都遭受嚴重破壞，預估災後重建需費時 20 年。日本是世界上大地震發生最頻繁，也是地震防災做得最完善的國家之一，有許多臺灣可以借鏡的地方。筆者在 2016 年 11 月份有機會參與熊本地震的野外考察，並在 2017 年 5 月參加於日本千葉舉辦的 AGU-JpGU 年會，藉此機會分享熊本地震的野外考察結果與心得。

熊本地震的野外考察

2016 年 4 月 16 日的熊本地震引發了兩條地震地表破裂：日奈久斷層北段以及布田川斷層的右移錯動。主震震央位置就在兩條活動斷層交會處（熊本縣的益城町附近）。整個地震序列延兩條斷層向南及向北拓展，更向北延伸進入九州最大的活火山－阿蘇火山群的範圍內，並引發 10 月份的火山活動。地震也觸發更北邊在別府附近，一系列近東西向的正斷層，這些斷層與布田川斷層都屬於日本重要的斷層之一的中央構造帶的最西邊。

斷層應力傳遞現象

這次熊本地震除了誘發阿蘇火山活動之外，另一個特別的地方，是它為一個有前震發生的地震。在熊本地震發生的前兩天（4/14），曾經在南方延伸的斷層上產生規模 6.5 的地震事件，兩天後（4/16）才發生規模達 7.3 的熊本地震主震。斷層應力傳遞的現象在世界各地常常被觀察到，例如：2011 年與 2016 年在紐西蘭基督城的兩次地震，還有土耳其的北安那托利亞斷層在 1939 年、1942 年、1943 年與 1944 年一系列由東向西傳遞規模 7 的地震序列。但是，很少有僅間隔兩日的傳遞現象。

熊本地震產生地表破裂的兩條斷層分別為 31 公里長的布田川斷層（最大右移量 2.2 公尺）與 6 公里長的日奈久斷層北段（最大右移量 0.5 公尺）。本次野外調查的重點位在布田川斷層延伸進入阿蘇火山群的位置，也是本次地震破壞比較嚴重的地區。

熊本地震發生在原本預計活動周期很長的斷層之上。布田川斷層在 HERP（2013）的報告中，所估算斷層的長度只有 19 公里，比本次的地表破裂的長度（31 公里）短很多。布田川斷層的活動週期為 8,100–26,000 年，而最近一次地震是在 2,200–6,900 年之間，似乎離下次的大地震預計發生的時間還很久。而日奈久斷層總長 16 公里，但僅北段的 6 公里產生地表破壞。紀錄中最近一次地震是在 1,200–1,600 年之間，報告中並無活動週期的資訊。運用另外一個概估斷層的活動週期的方法，就是用長期滑移速率來做計算。這兩條斷層的長期滑移速率都在 1 mm/yr 以下，經過計算布田川斷層帶東北段的平均地震活動週期大約為 3,100 年左右，而日奈久斷層帶的平均地震活動週期則大約介於 4,000–5,000 年之間。這個方法粗估的地震發生週期比 HERP（2013）的報告中明顯較短，表示已經進入可能發生地震的範圍，但是約 4,700 年這麼大的不確定誤差範圍，仍舊無法告訴我們實際有用的資訊。

2017 日本千葉 AGU-JpGU 年會

在 2017 年 AGU-JpGU 會議上，京都大學的林愛明教授所發表槽溝研究顯示，布田川斷層帶在過去約 4,000 年內可能至少發生過 3 次以上的古地震事件。若是如此，該處斷層的活動週期只有 1,000 年左右。找到這些過去被忽略的古地震事件，使得布田川斷層的活動週期縮短成十分之一，這使得專家面臨了活動斷層研究的兩難。在日本已確認為萬年週期尺度的活動斷層有數千條，這遠多於已確定為千年週期尺度活動斷層的數目。如果每條原先確認為萬年週期的活動斷層都要重新進行詳細的槽溝挖掘研究，確認是否有遺漏的古地震事件，將所費不貲。再者，這些不確定的萬年尺度斷層位置也不容易確定，而且適合槽溝挖掘的位置也相對稀少，勢必造成調查的難度。然而，這些遺失的古地震事件，卻是判斷地震活動週期的重要依據。相同的困境也發生在地震頻繁的臺灣，如何提升槽溝挖掘的正確性與數量，勢必是未來研究的重要方向。

更重要的是，這次的熊本地震事件也告訴我們：目前研究定義為萬年週期的活動斷層不見得比千年週期的活動斷層安全，只不過是調查工作上的分類而已。另一個可以提供地震危害評估的方式則是斷層的長度，把可能發生規模 7 以上的斷層列入另外一個系統中，而不是只用活動周期來加以分類，這樣可以避免因缺少古地震事件的研究而無法概估地震週期。

筆者常常在想，如果相同規模的地震發生在世界上其他地方，所造成的傷害只會更大，日本已經算是全球地震防災最先進的地方，面對天災實仍如此無力。如何從已經發生的地震中學會新的地震新知，是我們應該努力的方向。了解熊本地震可以幫助我們掌握更多地震破壞的相關資訊，也為地震防災方面提供更多有用的訊息。