地形地質影響大地震震感與破壞

2026 年 6 月 3 日

兩大國家實驗室研發的地震模擬平台,模擬了希活德斷層上發生的7級地震在第5、15及25秒時的地面運動情況。勞倫斯利物摩國家實驗室

本報訊

東灣希活斷層(Hayward Fault)從1868年以來未曾發生大地震。勞倫斯利物摩國家實驗室(LLNL)和勞倫斯柏克萊國家實驗室(LBNL)設計的新地震模擬發現,灣區地理環境將影響下一次「大地震」,地震波進入利物摩谷(Livermore Valley)等盆地地區後會受困其中,並因地下地質結構放大地震破壞力。

灣區新聞集團指出,了解地震所產生的「地面震動」如何隨震波遠離震央而被放大,對灣區社區防災準備至關重要,因為破壞程度不僅取決於地震震級,也取決於動能如何沿地形傳播,並受當地地質放大。

有份撰寫研究報告的勞倫斯利物摩國家實驗室科學家皮塔爾卡(Arben Pitarka)說︰「聖巴勃羅灣(San Pablo Bay)或利物摩盆地等地方,總會放大地面震動,因為當震波進入鬆軟沉積物時,會轉化為更大的地面運動,並滯留在其中。」

一項聯邦能源部專案,由勞倫斯利物摩國家實驗室主導並獲勞倫斯柏克萊國家實驗室支援,分析了希活斷層發生7級地震時帶來的影響。

皮塔爾卡表示,該專案結合了基於物理的破裂模型,以及利用超級電腦運行的詳細波動傳播模擬,「首次」建立了一個合成地面震動資料庫。

希活斷層最後一次大地震發生於1868年10月21日。加州自然保護局(DOC)估計,希活斷層大約每140年發生一次大地震,意味其大地震周期已過。美國地質勘查局(USGS)推估,希活斷層在2043年前發生6.7級或以上地震的機率高達33%,使希活斷層成為灣區最危險的斷層。

皮塔爾卡指出,地震能量在沉積物中並非均勻傳播。斷裂可發生在不同深度,斷層累積的潛在能量各異,構造板塊破裂速度也不同,這些因素都會影響地震在不同地區的有感程度。

研究作者指出,灣區複雜地理環境令這些因素更難預測。各斷層兩側情況有鮮明對比,例如有些地區是堅硬基岩,利物摩谷等盆地則有鬆軟沉積物,導致不同地方的晃動程度出現巨大差異。

兩大國家實驗室研發的地震模擬平台,模擬了希活德斷層上發生的7級地震在第5、15及25秒時的地面運動情況。勞倫斯利物摩國家實驗室
兩大國家實驗室研發的地震模擬平台,模擬了希活德斷層上發生的7級地震在第5、15及25秒時的地面運動情況。勞倫斯利物摩國家實驗室
1868年希活斷層發生地震後,聖利安住(San Leandro)法院建築嚴重受損。柏克萊圖書館
1868年希活斷層發生地震後,聖利安住(San Leandro)法院建築嚴重受損。柏克萊圖書館