義大利地震圖鑑


1900年以來義大利地震分布圖,黃色星星指示2016年8月24日的義大利中部地震的震央位置。資料來源:USGS網頁:https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10006g7d/executive

藉由「臺北女子圖鑑」中英國男廚師Owen口中的2016年8月份的義大利地震,簡單的列舉義大利中部在過去歷史上著名的地震事件。

(圖 USGS)

上個月筆者跟老婆連兩周新冠確診,待在家裡時兩個人把網路上話題度很高的「臺北女子圖鑑」追完。在這裡我們不討論女主角到底有什麼超能力可以每一集換一位男朋友,我對編劇把2016年的義大利中部地震寫進劇情裡表示由衷敬佩。劇中英國男廚師Owen的前女友Mattina與其他兩百多人因地震而罹難在阿馬特里切(Amatrice)這個以經典義大利紅醬聞名於世的古老城鎮。有關劇情部分就寫到這裡,以下筆者想向大家介紹這個地區幾個比較知名的地震。

2016年義大利中部地震,規模6.2,但深度淺,造成重大災害

義大利跟臺灣一樣是個地震很多的國家,在過去的 2000 年裡有四百多次規模≧ 5.5 的災害地震被記錄下來,平均每5年就有一次(大約是臺灣的一半)。從網路上搜尋「義大利 地震」就出現上千條訊息,最近的一次是2022年11月9日義大利東部沿岸規模5.7的強震,讀者可能會懷疑規模6以下的地震算強震嗎?臺灣一年規模5以上的地震大概有20次左右應該不嚴重吧,主要是地震的深度僅4 ± 1公里,所以地震的搖晃程度(震度)應該相當驚人。所以,才會出現在臺灣的新聞報導之中(當然也有可能是受到2022年9月份池上地震的影響)。回過頭來說2016年的義大利中部地震,也是地震深度很淺(約10公里),地震規模雖然只有6.2,卻造成296人死亡,388人受傷,是1900年以來義大利死傷地震的第6名。

劇中所提到的中世紀古鎮-阿馬特里切是羅馬人熱愛的度假勝地(距離羅馬約100公里),地震發生的那個月當地原本還準備舉辦義大利麵的相關慶祝活動。地震會這麼嚴重,除了震源深度很淺之外,中古世紀的老房子不具備足夠的抗震能力也是主要原因。而讓筆者訝異的另一件事是阿馬特里切上一次大地震事件是發生於1639年,當時這裡隸屬於那不勒斯王國,約有500人死亡。兩個地震間隔377年,與車籠埔斷層保存園區中的古地震槽溝研究的地震周期相近,可惜的是臺灣並沒有這麼長的歷史紀錄。

1900年以來義大利地震分布圖,黃色星星指示2016年8月24日的義大利中部地震的震央位置。資料來源:USGS網頁:https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10006g7d/executive
1900年以來義大利地震分布圖,黃色星星指示2016年8月24日的義大利中部地震的震央位置。資料來源:USGS網頁

8月、10月與隔年1月都在震,顯示義大利地質與地震複雜程度

8月24日地震之後的半年,地震就像「臺北女子圖鑑」劇中各式各樣不同個性的男朋友接連在義大利中部粉墨登場。最初的主震之後約1個小時產生了最大的餘震(規模5.3),之後地震的個數與規模漸漸下降,在8月底前大約發生了2500次的餘震,是一個相當正常且完整的地震序列。

2016-2017年義大利中部3個主震的震度分布圖(資料來源:USGS網頁)。左圖:2016/8/24主震;中圖:2016/10/30主震;右圖:2017/1/18主震。
2016-2017年義大利中部3個主震的震度分布圖(資料來源:USGS網頁)。左圖:2016/8/24主震;中圖:2016/10/30主震;右圖:2017/1/18主震。
2016年8月-2017年1月義大利中部地區的地震個數與規模統計圖。資料來源:維基百科,地震目錄:義大利國家地球物理和火山研究所(Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia,INGV)
2016年8月-2017年1月義大利中部地區的地震個數與規模統計圖。資料來源:維基百科,地震目錄:義大利國家地球物理和火山研究所(Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia,INGV)

然而兩個月後另一個主震(10/30)卻在4天前發生兩起規模比較小的「前震」(10/26 19:11與21:18),這與2022年發生在臺灣東部的規模6.4關山地震(9/17 21:41,前震)與規模6.8池上地震(9/18 14:44,主震)相似。更有趣的是在兩個半月之後,4個地震在同一天之中發生(1/18 10:25、11:14、11:25與14:33),而在這一天的5小時中約有120次地震被記錄到。也就是說在義大利中部在半年之內出現3個完全不同特性的地震事件,這也顯示出義大利地質與地震的複雜程度,而這幾次地震會被高度關注的原因還包含了羅馬與佛羅倫斯這些大都市都感受到劇烈的地震搖晃。新聞報導最後的4個連續地震還造成羅馬的地鐵停駛。還有這4個在冬天發生的地震,還引發了臺灣比較不容易看見的二次災害-雪崩,一共造成29九人罹難。

Earthquake or no earthquake…That is the question

這半年連續的地震能量釋放把義大利民眾嚇傻了,一直在問還會有更多、更大的地震嗎?其實都是板塊運動的影響,臺灣的地震是菲律賓海板塊與歐亞大陸板塊碰撞的結果,在義大利則是歐亞板塊和非洲板塊。從地震地質的角度上來說,這些地震都屬於同一個中亞平寧山脈斷層系統(The Central Apennines Fault System)。這次地震群的分布恰巧落在北邊1997年翁布里亞和馬爾凱地震與南邊2009年拉奎拉地震之間。在2016年之前的100年,這裡沒有任何地震發生,在研究上被稱為地震空白區 (Seismic Gap)。

1997年8月-2017年義大利中部地區的地震分布圖。紅色與橘色分別為2016年與2017年的地震,黃色:2009年拉奎拉地震(2009 L'Aquila earthquake),灰藍色:1997年翁布里亞和馬爾凱地震(1997 Umbria and Marche earthquake)。資料來源:義大利國家地球物理和火山研究所(INGV https://www.ingv.it/it/)
1997年8月-2017年義大利中部地區的地震分布圖。紅色與橘色分別為2016年與2017年的地震,黃色:2009年拉奎拉地震(2009 L’Aquila earthquake),灰藍色:1997年翁布里亞和馬爾凱地震(1997 Umbria and Marche earthquake)。資料來源:義大利國家地球物理和火山研究所 (INGV)

科學家認為地震就是斷層破裂的過程所引發的,所以大部分的地震發生在地底下都有一個斷層產生滑動。所以這些在斷層系統中沒有發生地震的地震空白區不是沒有地震,而是地震還沒發生。而空白區的時間越長表示所累積的地震能量越大,未來發生大地震的可能性越高。而義大利這半年的地震群剛好把這個地震空白區給填滿了。對比到臺灣的情況,就像2022年9月份的池上地震與之後持續兩個多月的餘震把花東縱谷中段的地震空白區填滿的情況很類似。

預測失誤? 2009年拉奎拉地震,地震學家被告上法院

雖然前面說了這麼多好像很厲害的解釋,但是地震學家們也有陰溝裡翻船的一天,出大事的那個地震是2009年4月的拉奎拉地震(圖4中黃色的那一群地震)。這大概是筆者唯一知道學術期刊Nature報導刑事案件的例子(詳見延伸閱讀),有6位地震學家被告上法院,在初審被判刑6年。這個地震跟2016年的義大利中部地震非常相似(地震矩規6.3,震源深度約為10公里,造成290人死亡),那為什麼這個地震會有這麼多專家被告?起因是地震發生之前的一個月有一位實驗室技術人員詹保羅(Giampaolo Giuliani)觀察到放射性氡氣含量增加,警告接下來會有大地震發生。義大利民防單位指控他危言聳聽,將他移送法辦,罪名是製造民眾恐慌。當時民防部副主任貝納多(Bernardo De Bernardinis)於3月31日召開專家委員會議,為了安撫民眾,他傳達了一大地震不會發生的訊息。結果一個禮拜後拉奎拉地震發生,參與這場會議的7個人依過失殺人罪名被起訴。而出席會議的其他6位都是當時義大利地震研究最頂尖的專家:

歐洲在帕維亞的地震工程培訓與研究中心主任Gian Michele Calvi

國家地震中心主任Giulio Selvaggi

委員會代理主席、羅馬大學的火山學家 Franco Barberi

國家地球物理和火山學研究所所長(INVG)Enzo Boschi

熱那亞大學地球物理學家 Claudio Eva

羅馬民防部地震風險辦公室主任 Mauro Dolce

回過頭來看,為什麼造成民眾這麼恐慌,出席的專家學者這麼多,原因就是拉奎拉(跟臺灣東部的花蓮市一樣)是義大利地震風險最高的地區之一。這座城市在 1315年、1349年、1452年、1501年、1646年、1703年、1706年和 1958年遭受地震襲擊。2009年地震發生之後,義大利總理貝盧斯科尼(Silvio Berlusconi)隨即宣布全國進入緊急狀態。

義大利地震風險評估圖(未來50年內有超過10%發生最大水平加速度的機率分布圖),修改自義大利強地動資料庫(INGV Strong Motion Data, http://ismd.mi.ingv.it/notes-hazard.php)
義大利地震風險評估圖(未來50年內有超過10%發生最大水平加速度的機率分布圖),修改自義大利強地動資料庫(INGV Strong Motion Data)

但就算是風險評估最高的地方,目前科學方法能告訴我們的只有未來50年可能發生大地震的機率有多高,但是沒辦法知道下禮拜會不會發生。而檢察官起訴的理由就是專家會議在地震之前提供了不準確、不完整和矛盾的信息。5年之後的二審,3位法官撤銷了對6位專家的定罪,但民防部副主任貝納多被判處兩年徒刑。判決後身為被告的羅馬國家地震中心前主任朱利奧(Giulio Selvaggi)說:「雖然他很高興被無罪釋放,但是沒有什麼值得慶祝的,因為拉奎拉人民的痛苦依然存在」。而事後檢查當初詹保羅的放射性氡氣含量預測,不論是預測的時間與地點都有所出入,而且在有關2016年的義大利中部地震之中,筆者也沒有找到任何有關氡氣異常的相關報導。

最後,義大利還有另一種類型的地震跟火山有關。像公元79年10月24日因維蘇威火山噴發,全城約2萬人被火山灰埋藏一千多年的龐貝古城,不過那又是另外一個故事了。

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