地震工程地震時，地表為什麼會搖動？

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文／陳慧慈 2014-07-16 10:00

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文／陳慧慈
每當花蓮、宜蘭附近發生小地震時，中央氣象局地震測報中心就會說：「這是正常的能量釋放。」這時，你心中是否會產生「這個能量從哪裡來？」、「什麼叫做正常釋放？」、「為什麼能量釋放會造成地表震動？」等疑問呢？讓我們來做個小遊戲，就可以找到這些問題的答案喔！
首先，準備一支按壓式原子筆，拆開筆頭外殼，會看到靠近筆尖處有一個小彈簧套在筆芯的外面。將彈簧取出直立在桌上，再以食指將彈簧往下壓讓彈簧變短；這時，只要迅速放開食指，彈簧就會向外彈出去。這是因為彈簧變短時，會把我們施加在它身上的「能量」儲存起來，而當我們放手後，這些儲存的能量就會被釋放出來，使得彈簧發生彈跳現象。
接著，讓我們來進行另一個簡單的實驗：將浴缸裝滿水，準備一根長度約十公分的彈簧，以一隻手握著彈簧一端放入水中，同時在水面上放置一張小紙片（圖一）；等水面靜止後，以另外一隻手的食指將彈簧慢慢往下壓（圖二），然後迅速將手指移開。你會看到什麼現象呢？
沒錯，你會看到水面產生了向外擴散的波紋（圖三），而且距離愈遠，波紋愈不明顯（圖四），這個現象我們稱為「輻射阻尼」效應；同時，你還會看到小紙片隨著水波搖晃喔！這是因為儲存在彈簧中的能量在短時間內被釋放後，變成水波向四方傳開。
板塊在互相擠壓時，也會因為變形而在板塊交界處產生能量儲存的現象。一旦其中某個板塊的脆弱點，無法承受另一個板塊的擠壓，就會產生滑動，就像手指瞬間放開彈簧一樣，會造成能量釋放。最神奇的是，地殼就像水一樣，會以波動的形式把這些能量傳遞出去，而地表上的房屋、樹木等搖晃，就像浴缸裡的小紙片一樣，因為波動而搖搖晃晃，這就是我們所說的「地震」。
平常的小地震，可以幫助地殼釋放能量，避免能量累積太多，變成大地震。所以，下回當你聽到氣象局地震測報中心說「這是正常的能量釋放」時，就知道這不是大地震，不用緊張了。而且啊，一般而言，小地震愈多，我們就愈安全喔！

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