Can earthquakes be predicted?

網誌：地震可否預測？

    十三年前本月的南亞大地震，引發的海嘯奪去廿多萬人的生命。當時有報導說，斯里蘭卡岸邊的大象於災難發生前好像早有預感，自行跑上高地，避過一劫。往後又有有關研究的報導，說蓄養及一觀察雞狗等動物的異常行為，或監測地磁變化，或觀察天空雲狀，不一而足，以祈能夠預測地震／海嘯。

     不少人都提出過，究竟地震能否預測？

     以上傳媒的報導，最大的漏洞是報「喜」不報憂。事緣大象跑上山，然後出現海嘯，因果關係極大。然而，傳媒不能報，亦不會報的，是大象跑上山，但海嘯沒出現的事例。後者情況出現的次數，其實一定比前者多許多。否則，如果兩者出現次數均等，已是一個不錯的地震／海嘯預測手段了。

     2008年汶川大地震，死亡人數六萬多。大範圍看，它是印度版塊每年向北朝喜馬拉雅山方向移動5厘米的結果，地殼愈是被擠壓，地震只會繼續活躍。2011年土耳其地震，六百多人死亡，歷來震央有自東至西的趨勢，人們擔心首都安哥拉何時會受災。日本著名的1923年關東大地震，死亡人數超過十萬。事隔差不多一百年，期間人口和基建的增加，不時有討論大災難何時再來。

經過過去數十年的研究，最新的科學想法是要預測地震，難度依然極大。著實，地震預測要產生正面作用，不僅要地點準確，而時間上亦要準確，而準確度最少須以日計，例如：下星期的後期會有強度地震，之類之類。否則，要不少市民撤離而無地震，或回家後才有地震，或地震烈度不達到預期，都會惹民憤。

事實上，預測地震，準確度不僅不能以日計，以月計也不行，目前能夠做到的只是計算風險。例如，同一面積基礎上，基於地震歷史和科學分析，東京地區大地震的風險(或或然率)會較香港大。除此之外，當局能夠做的只是：平時致力教育、培訓和演習，地震發生時則發出「速報」。速報就是，地震發生後，將全球地震測量網絡估算出來的震央位置及地震強度，於短時間(最快是數秒內) 透過手機及互聯網將資料發放，務求人們即時反應以減低傷亡(如關掉煤氣管、躲在桌下或躲進洗手間等)。

以下是天文台近日發出強度6級或以上的地震速報一例:

“香港天文台地震速報 M6.0+‏

@HKOEARTHQUAKE6C

 12m

12 minutes ago

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地震: 2017-12-12 16:43HKT 6.3級 [北緯30.7,東經57.2] 伊朗北部和中部

 http://openstreetmap.org/?mlat=30.7&mlon=57.2 … ”

地震令人傷亡的原因，主要不在震動本身，而在它引致的：海嘯、房屋基建倒塌、燃氣或易燃物引起的大火。近年發達國家抗震的措施，包括了：建造／加固／加高防波堤，加強房屋基建的建造規劃，增補民防部隊的培訓和演練，增加救災醫療設施等。這些都與地震預測無關。

總言之，蓄養動物以達到抗震的目的，作用是零。

16-12-2017

〔作者保留版權〕

參考：’Earthquake prediction’, Wikipedia.

Kids' questions answered

網誌：答小朋友問

上月下旬，先後受兩熱帶氣旋襲擊。其中「天鴿亅的破壞尤其厲害，最近距離六十公里是香港的大幸，但正面吹襲澳門卻是後者的不幸。澳門發出風球比較香港延遲了約兩小時，因為相對香港，澳門是在風暴的下游。我的前任和一些傳媒評論者亦已指出，澳門遇上的災難與氣象警報延遲無直接關係。發出高風球未幾已出現的水浸、停電，斷不會因多了區區兩小時而情況有所改觀。一字記之若「人」。澳門是我出生地，感同身受，有機會再談。

言歸正傳。小朋友有時提出的問題，十分簡單，大人卻未必能夠即時回答。以下是幾個例子。

1) 為什麼月亮會跟著我們走？

2) 為什麼晚上走路時，影子會時大時小？

3) 為什麼海浪與海岸線是平行，而不是垂直的？

4) 為什麼濕泥比乾泥較深色？

嘗試作答，不過要先說清楚，是目前的解釋，因為科學不斷發展，將來說不定有不同的解釋。

1)   為什麼月亮會跟著我們走？

我們晚上走路或坐車，看見身旁的街燈、樹木會不斷的往後走 ，天上的月亮則一動不動，跟著我們走。可以用我們與物件之間的角度來解釋 (即我們與物件之間的直線與地平線形成的角度) 。隨著身旁的街燈、樹木往後走，角度由大變小。但月亮距離我們十分遠，與我們之間的角度基本上不變，便有了跟著我們走的印象。

2)   為什麼晚上走路時，影子會時大時小？

有街燈的地方便有影子。走路時，我們與街燈之間的角度會不斷變化，而光線是走直線的，所以影子變得時大時小。早於中國戰國時代，墨子談到光線成像時說 : 「光之人，煦若射。下者之人也高，高者之人也下。足蔽下光，故成景於上；首蔽上光，故成景於下。」 意思是，光線射在人身上，源自發光體向四面發射。由下方射出的光成像於上，上方則反在下。用頭或腳分別掩蔽光源，效果相同。

3) 為什麼海浪與沙灘是平行，而不是垂直的？

海水未到沙灘之前，先要通過海灣入口。海灣入口處，近岸的水淺，離岸的水深。水淺意味著貼近海底，海水遇到的阻力 (與海底之間的摩擦力) 大，水流於是慢了下來。水深的地方則相反，遇上的阻力較小，水流得較快。所以，儘管海浪未進入海灣口前，相對於沙灘是垂直的，離海灣口較遠的水會比較近的水跑得快，終會趕上(好像儀仗隊拐彎，外面的比內面的走得快)，海浪於是由垂直變為平行。(其實，日久有功，海水沖擊與海灣及沙灘的形成，有莫大關係，是因也是果。)

4) 為什麼濕泥比乾泥較深色？

水是沒有顏色和透明的，所以為何濕泥比乾泥較為深色？是不是因為水比空氣吸收較多光線？沒這麼簡單。看下圖，你能夠分辨那一個水桶是空的，那一個水桶是有水的嗎？

沒錯，濕泥看來較為深色是因為從裡面散發出來的光不多。但為何如此？其實，光的明暗，要看光線照射在沙粒上時引起的方向變化。

在水裡的泥沙，光的方向變動比在空氣小。下圖解釋濕泥與乾泥的分別:

可以看到，光要從濕泥裡走出來要走較長的路，路徑愈長，光被吸收的機會便愈大。因此，濕泥較乾泥深色。

最後，給大家一個刁鑽、也是小孩提出的問題：為何浪花是白色，而不是海水的顏色？

1-9-2017

〔作者保留版權〕

參考：問題(4) 取材自香港天文台教育資源網頁，當年我寫的一篇短文。蒙天文台批准，複製了三張圖/照片，特此鳴謝。

Day and night

網誌：日與夜

    從父母親住處搬了三十多張黑膠唱片回家。它們是50年代末60年代初父親買來的，有古典、爵士、及當時流行的舒閒音樂，陪伴我青少年期間不知多少個早上、下午、傍晚。

「日」

這是唱片其中的一個封面，是貝多芬第五交響樂。樂曲的開始大家都耳熟能詳，就是 dit-dit-dit-dah，就像不認命的人不斷敲打大門，詰問上天，故此樂曲又名為「命運」交響樂。它的另一名字則較少人知：「勝利」交響樂 (‘Victory’)。二戰時英國廣播公司向歐洲的廣播，以鼓聲奏出這四個音符作為前奏。戰後，常見的 V字手勢代表了勝利，也是現今流行的拍照手勢。貝多芬第五剛好有兩處巧合：「五」的羅馬數字是 V；而電報用的英文字母電碼中，V 恰巧就是三短一長。

封面上的大理石像，傅雷 (1908-66) 在他的＜世界美術名作二十講＞中解說得很詳細。石像位於翡冷翠(佛羅倫斯) 的聖洛朗查教堂(San Lorenzo) 內、麥迪其 (Medici) 家族其中一人的墳墓上。墳墓紀念的君主 Giuliano di Lorenzo de’ Medici，相比家族其他成員並不顯赫。倒是石像的彫刻家，是眾所週知的米開蘭基羅(Michaelangelo, 1475-1564) ，令該教堂成為萬人景仰的熱點。

「日」在右，「夜」在左，中為「力行者」。擇自羅曼.羅蘭之作，傅雷深受其影響

石像代表「日」，旁邊另一石像代表「夜」。它們上面有一坐著的「力行者」像，顯示了逝者生前的性格。然而，相比下，它腳下的「日」與「夜」更令人細味。

「日」與「夜」兩座人像，傾斜倚臥著，仿佛要墮下。「日」看似剛醒來，像仍未從噩夢恢復過來，顯得煩躁。「夜」則低頭垂向胸前，思緒迷矇。「日」是背向的，「夜」是正面的，作為對照。他們雙腿的姿勢，卻是對稱的。這使兩蹲隔離的人像，有了呼應，有了張力。

再看，「日」的身體更為彎折，肌肉更為繃緊，是鬥爭，是精神的顫動。

仿佛說出了米開蘭基羅的一句：＂睡眠是甜蜜的，成了頑石更是幸福，只要世上還有羞恥與罪惡的時候。不見不聞，無知無覺，便是我最大的福祉；不要來驚醒我！＂

24-7-2017

〔作者保留版權〕

How much we know about the Earth?

網誌：天高地厚

    傳媒引述，基本法研究中心主席兼政協委員上月於電台節目中表示，現時高鐵西九總站是在地底有四層，港府已預設整個西九地底都是屬於香港，但他指地底和領空並不屬於特別行政區行政區域範圍內，又指「地球係圓嘅，地底去到邊度屬於你？」他認為高鐵隧道和西九站月台應歸內地管轄，上一層才歸香港管轄。這說法廣受批評，因為許多人已指出，這豈不是意味所有建築物地下層、地鐵地下設施等均歸內地管轄？

不過今天不是說管轄問題，已是談談究竟我們對地底認識有多少。

大抵受科幻電影「地心探險記」影響，不少人以為可以不花多少資源便可到達地球深處。查實，我們對地殼(地球面層)鑽探，最深只是12公里。相比之下，已知地殼(陸地下面)厚度為30至50公里，到達地殼底部還有一段距離。而地殼底部溫度達到200至400攝氏度，人類根本扺受不了。

相比整個地球，我們現時的12公里探索極限更形渺小，僅是地球半徑(6,370公里﹚的0.2%。以一張紙的長度比喻地球半徑，人類能夠觸及的僅是半毫米 (millimeter)。換言之，只是搔及皮毛。對許多人來說，地球看來似平的多於是似圓的。

既然只能探索到地下12公里，那麼我們怎會知道以上這一切？地球有多大，早在西元前240年，一位希臘人、名叫艾拉托色尼(Eratosthenes)的天才，根據兩個不同地方太陽的影子，基本上準確估算了地球的半徑大小。

那麼，地球中心是什麼？我們如何得知？

那要靠另一位天才 - 英國的物理學家卡文迪許(Henry Cavendish, 1731-1810) 。他在1799年「為地球秤重」，知道地球的平均密度大約是水的5.5倍。但地面上的岩石實在輕得多，密度低很多，例如花崗岩密度僅是水的2.7倍。因此可以準確推論，若要平均密度符合觀測值，地球內部某些部分的密度必定很高。 

至於地球的內部，詳細情況主要是從地震波間接導出。地球可分成約六層，如圖。

(鳴謝：香港天文台)

我們現在知道，地球有一個核心，離地面2,890公里(約半路中途)開始。核心有兩層，分為外地核和內地核。外地核是熔化了的鐵， 而 內地核是固體，有如月球般大小，由鐵和小量鎳組成，溫度達到5400度。

所以談歸屬管轄問題，極其量也只能說到地心，因地球另一端是美洲。而地心的五千多度，跟太陽表面溫度相去不遠。從香港經地底「踩過界」，到地球另一端，看來難度極高。

22-6-2017

〔作者保留版權〕

註：網誌每月發表約兩篇，發放時會透過「面書」通知。有興趣者可在面書找尋 李本瀅 或 Lee Boon Ying 邀約便可。