追蹤地震的「足跡」!在白地圖上描出等發震時曲線,揭開地震的神秘面紗

我是科學教育推廣人桑子研,每天都是一場實驗。

我們常說「地震是有生命的」。

到底發生在地底深處的現象,是如何傳到我們地表的?光看新聞跑馬燈上的震度快報,根本看不出個所以然。這次,我們辦了一個工作坊,就是要來**「看見地震的腳印」**!

這次要介紹的是地科領域裡,關於地震的一個活動。我們會從數據中把地震的「真面目」描繪出來。一起來看看學生們雖然傷透腦筋,但最後卻發現了自然界奧秘的過程吧。

把看不見的「晃動」畫在地圖上

這次我們用的材料很簡單:某次地震的觀測資料,還有一張台灣地圖(白圖)。第一個任務是:在每個地名旁邊的圓圈裡,填入開始晃動的時間(只取「秒」的部分),並且用不同顏色區分震度等級。

乍看之下就是一堆密密麻麻的數字,但只要你耐心地一個一個塗顏色,慢慢地,你就會看出一些規律!

用「同震時曲線」捕捉地震波的漣漪

接下來的步驟有點難度,但也是最好玩的部分。我們要連起同時開始晃動的地點,畫出**「同震時曲線(Tōhashinjikyokusen)」,比如0秒、5秒、10秒、30秒**這些分界線。就像看天氣圖時的等壓線一樣。

學生們在畫這些線的時候,可是傷透了腦筋。

舉例來說,日本長野縣的「飯田」開始晃是**「57秒」,而山梨縣的「甲府」開始晃是「05秒」。你可能會想:「時間怎麼倒退了?」但別忘了,這中間是跨了「分鐘」的!也就是說,在57秒和05秒之間,一定會經過剛好換分鐘的「00秒」**地點。

「57秒到05秒中間…所以00秒的經過點應該在這邊!」

學生們就這樣不斷推測,標上「×」號。這簡直就像在玩「連連看」拼圖一樣!不斷重複這個步驟,把點連起來後,地圖上就會出現一圈一圈,很漂亮的圓形曲線!

從地圖上解讀大地的神秘

最後,我們會在最可能是地震「中心」(也就是震央)的位置,用紅筆畫上一個大大的「×」。再重新看看這張完成的地圖,課本上學到的知識,就這樣變成活生生的數據呈現在你眼前!

首先你會發現:「震央是中心,晃動像水波紋一樣一圈一圈往外擴散」。這說明如果地底下的岩石性質差不多,地震波就會以差不多的速度向四面八方傳遞。就像你把石頭丟到水面上,產生的漣漪一樣。

再來,我們也會看到基本的**「衰減」現象:「越靠近震央,震度越大;離得越遠,震度就越小」**。

不過,這裡就有個有趣的大發現了!照理說,離震源越遠,晃動應該會越小,但有時候會冒出像日本京都的「舞鶴」一樣,震度特別高的點。

「老師,為什麼就只有這裡顏色不一樣?」

這就是科學好玩的地方了!為什麼單單這個地方的震度會被放大呢?

最常見的解釋就是**「地基(地盤)」不一樣!在堅硬的岩盤上,地震波不容易傳播(或說放大)。但如果是河川附近或填海造陸的鬆軟地基(沉積層),地震波就像布丁一樣,會被放大好幾倍**(這叫做表層地盤增幅率)。

當然,我們也可以發揮想像力,猜測是不是測震儀器蓋的建築條件不同,或者是有隱藏的斷層剛好動了!

一張小小的地圖,卻藏著「大地的軟硬度」、「波的性質」等等地球的超級多秘密。親手畫出來,你才會發現科學故事的精采之處,非常推薦大家也在教室裡試試看!

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