為什麼花蓮地震損失如此巨大？專家：建築質量問題未引起重視

導讀：2月6日夜間，發生的花蓮地震目前已成為大家關注的新聞焦點，截止發稿前為止，地震已經造成200餘人傷亡，同時尚有173人失聯。震中附近烈度最高達到7級，並造成建築物的倒塌、傾覆。災後救援工作正在緊張進行中。到目前為止，地震的餘震還在不時發生，沒有跡象表明此區域的地殼應力已經全部釋放出來，尚不能斷定是主震——餘震型地震。更大的可能是比「餘震——主震——餘震」型更加複雜的複合類型地震，未來的48小時發生大震烈震的概率還很高，希望台灣地區民眾在未來3天能都保持高度的機警，一旦發生地震跡象迅速展開避震行動。

那麼，這次地震的成因是什麼？為什麼花蓮所在的台東地區地震如此多發？後續有發生次生災害的可能性么？

花蓮處於太平洋板塊和亞歐板塊交界處，正是地震高髮帶

圖 1一周之內花蓮地區震中及地震等級分布圖

從上圖中可以看出，該地區從2018年2月3日起進入了板殼活躍期，一周之內發生4.5級以上地震多達20餘次。該地區位於環太平洋火山地震帶上，處在太平洋板塊和亞歐板塊交界處，地震頻繁。

台灣花東地區更是受到菲律賓海板塊向北-西北方向的侵入作用，形成典型的島弧與弧後構造系統。逆沖斷層地震主要發生在下伏板塊（菲律賓海板塊）與上覆板塊（歐亞板塊）之間交界面上；正斷層地震頻繁發生集中於沖繩弧後盆地區域；平移斷層地震通常沿著琉球島弧弧前地區的數條南北向平移斷層發生。

菲律賓海板塊在此期間的作用尤為突出，首先他的地質構造極其特殊，它的東、西兩側是逆沖的俯衝系統，群島由一個主要的轉換斷層——菲律賓斷層切割而成；同時島弧本身具有發育火山、斷層和強震的特徵；此外它的邊界幾乎是板塊匯聚帶。太平洋板塊俯衝到地幔中，南部的日本，伊豆-小笠原和馬里亞納島弧之下，延伸超過3000公里，沿菲律賓海板塊東緣，形成了一塊超級俯衝帶，帶來的巨大的板塊碰撞能量並造成高頻繁高強度地震活動，延伸至600公里以上。在這個廣泛的板塊匯聚帶，已發生數次大型地震（m＞8）。

圖 2菲律賓海板塊構造及地震分布圖

板塊收斂帶是易於發生特大型地震的地體構造區，例如2004至2009年間印度尼西亞蘇門答臘地區的數次大型逆沖斷層地震，以及2011年日本東北規模9.0的東北大地震。同時在震源深度上有著明顯規律性：下圖顯示過去10年內台灣東部海域（菲律賓海）規模大於3的背景地震活動數據（Data Source：CWB），將背景地震沿著東西向剖面投影，投影寬度40公里。

圖 3 震源深度投影平面圖（谷歌）

圖 4 震源深度投影平面圖及剖面圖

花蓮地區歷來地震不斷，並伴隨海嘯危險

台灣東部海域自有儀器觀測紀錄以來的數十年間也發生了數次大型地震，例如2002年發生的331大地震（6.8級），雖然震中位於近兩百公里遠處，仍對大台北都會區造成強烈的震動搖晃與災情。地震學家的研究顯示，台灣東部外海的超過50公里深的深源地震，特別是隱沒帶地震，會因地震波傳遞路徑以及台北盆地內沉積物的共振綜合形成震波放大效應，造成台北盆地發生較為強烈的震動。

圖 5 台灣及東部海域構造及海底地形示意圖

台灣東部外海的隱沒帶還有另一項重大的潛在地震災害——海嘯。過去數千年間此區域曾發生過數起大型海嘯，例如琉球群島的1771 Great Yaeyama海嘯。同時因為震源距台東還是比較近，可能只有幾十公里，所以海嘯波抵達海岸的時間也較短，只有一分鐘到十幾分鐘。在這種情況下，海嘯預警時間則更短或根本無預警時間，因而往往造成極為嚴重的災害。

菲律賓海板塊可以稱得上世界上板塊活動最頻繁的地區，在此邊界上發生過7次特大地震（M 8級）和250次（M·7）大地震，其中1923年關東大地震和1995年神戶大地震分別造成99000和6400人傷亡；1935年和1999年的台灣大地震分別造成了3300和2500人的傷亡； 1976年和1990年呂宋摩洛灣（菲律賓）大地震則分別造成7100和2400人的傷亡。也有一些海嘯事件產生在該地區，包括摩洛灣的地震，海嘯造成5000多人死亡。

此次花蓮地震暴露出嚴重的房屋建築質量問題

雖然此次的花蓮地震在等級和傷亡人數上無法同這些大地震相提並論，但閱讀1900-2015年間台灣地區地震分布圖後，你會發現基本上台灣東部地震在數量和等級都遠超西部地區，此次地震發生在花蓮地區也難說意外。同時地震的最高等級為6.5級，與該地過往的數次大型地震記錄相比，實際上並不算很高。

圖 6 1900-2015年間台灣地區地震分布圖

令人揪心的是，我們通過新聞機構傳來的消息得知，目前為止有四處大型建築發生問題：統帥飯店倒塌（圖7）、雲翠大樓(圖8)倒塌、國盛一街1號大樓傾斜、國盛六街41號民宅傾斜，受損情況相當嚴重。

圖 7發生傾斜的統帥飯店

圖 8花蓮「雲門翠堤」大樓傾斜30度，由4大鋼架支撐。

值得注意的是，新聞照片中幾處重要建築發生嚴重損壞，但周圍的民房卻相對完整，這在房屋的抗震設計上是很不合理的：首先在地震多發的花蓮地區，抗震建築設計無疑是必須的。雖然抗震設計的細節很多，但有一個硬性指標非常明白——在我國GB50011-2010的規範中，將台中，苗栗，雲林，嘉義，花蓮的抗震設計設為9級，簡單講就是能抵禦住9級烈度的地震。本次地震烈度離9級尚有一定距離，發生嚴重的建築傾覆、倒塌災害屬實不應該。

圖 9花蓮地震烈度圖及台灣地震監測站分布圖（三角形為地震監測站）

此次地震，地震最強烈度區域僅僅為7級，這說明此次受損房屋的抗震設計和施工不過關，不足以應付該地區多發地震強震的情況，是施工建設單位的失職，也是相關監管部門的問題。

同時，此次地震造成人員傷亡較少的另一個原因是該地是台灣人口密度最小的地區之一，從下圖可以明顯看出台灣人口的分布情況，西部明顯高於東部，這主要是由於東部地形更加複雜，不適於大城市建設。

圖 10 2010年台灣花蓮地區人口分布（台灣省中華民國統計資訊網）

此外，回到圖9，還會發現東部雖然屬於地震多發區，但地震觀察站的數量要遠遠低於西部。這其中有經濟原因，花蓮地區人均收入不及西部城市的一半，不能為當地基礎建設和行政管理提供有力的資金支持；同時，該地區人口偏老齡化，更加制約該地區的經濟發展。

本次地震後續發生次生地質災害的可能性

查詢該地區地質圖可以發現，地層主要為長春組、九曲組，南開岡組和玉呂組，發育平行於板殼接觸帶，同時主要岩石岩性多為頁岩、片岩和片麻岩，在有水浸潤後，會非常容易發生走滑；加之該地區高差較大，在震後發生泥石流和滑坡的概率非常大。再因為地形崎嶇複雜，會使後期的救助工作更難展開。

圖 11花蓮地區地質簡圖

雖然受災地在台灣並不是核心都會區，但依然關係著千萬人的安危。目前尚處在災中階段，應當積極展開受災人民的救助工作，嚴防死守，防止二次地質災害的發生。相關職能部門在未來的日子裡更應嚴格的發揮抗震減災的監督和指導作用，避免天災下的人禍。

希望花蓮人們能順利度過難關。

作者：荊博  科了個普

審稿：許建東 中國地震局火山研究中心主任

文章由企鵝科學和科普中國聯合推出

轉載請註明來自「科普中國」

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