最近快公投了，這次的四個提案，有兩個剛好和地球科學有關。加上前些日子幾個國內地質界大佬的發言，使得核四與藻礁的問題鬧得沸沸揚揚。本篇將由核四的部份進行討論，內容比較偏科普一點，以我個人的觀點來談談一些疑問。
Part 1
簡單來說，核四的地質問題，就是斷層在搞鬼。
斷層是岩石中的破裂面。在脆性的岩石中施加應力時，岩石中會累積彈性能量，並開始緩慢形變。當岩石支撐不住累積的應力，就會破裂，且裂面兩側的地塊發生相對滑動，該裂面就稱為斷層。破裂的瞬間，岩石中儲存的能量有一部分透過地震波散發出去，因此產生了地震。在野外露頭中，經常可以透過被錯動的岩層來辨識與追蹤斷層。
當然，大多數野外看到的斷層，尺度都不大，也很安靜。但是有一種斷層相當危險，它們的長度可達數十公里以上，甚至數百公里。且隨著應力的持續累積，每隔一段時間岩體就會沿著斷層面滑動。這就像是在桌上放一個木塊，並用彈簧綁住。我們對彈簧施力，當累積的應力克服了木塊與桌子之間的摩擦阻力，木塊就會順著手拉的方向而滑動，然後再度停止，直到下一次的滑動。
這所謂的滑動，其實就是發生地震。這種斷層，因為仍有活動（滑動）的潛在機會，因此稱為活動斷層。
重點來了，大家一定都聽過地科老師或是中央氣象局的地震主播說「臺灣位於歐亞板塊與菲律賓海板塊的交界，所以造山運動相當活躍…」或是「這起地震起因於板塊隱沒/碰撞，為正常能量釋放…」之類的話吧！
也就是說，臺灣這個區域，其實在地質上相當活躍，相當不穩定。事實上，臺灣是目前地球上造山運動最劇烈的地區之一，對許多國外學者而言，來臺灣看地質作用的發生，簡直就像是在看一部快轉的影片。
這麼說來，臺灣應該存在許多活動構造。畢竟板塊擠壓的應力累積這麼快，總是要有一些構造讓應力能夠宣洩。
有的，在文獻記載中，臺灣發生過許多次的大地震。經常發生的大大小小的地震，也證明了臺灣目前仍有相當多活動斷層。
但是，你說有活動斷層。那麼有多少？在哪裡？
地質學家想知道，而且也有責任幫大家搞清楚。於是，在上個世紀末，國內的研究機構便開始密切調查臺灣的活動斷層。目的是要了解，哪裡有活動斷層？它們的性質為何？每隔多少時間會活動一次？近年來活動的機率多大？對人們會有什麼潛在的影響？
接著，就在活動斷層的研究正興起之時，1999年發生了震驚全國的集集大地震。當然，也震驚了國內的地質學家，因為這就是一起活生生的活動斷層「活動」的案例，而且更重要的是，它造成了嚴重的死傷與破壞。921地震證明了臺灣需要活動斷層的研究，而且相當迫切。這起地震幾乎可以說是臺灣新期構造研究的分水嶺。自此之後，更多的人投入了活動斷層的研究，更多的paper被發表，活動斷層也成為（少數？）家喻戶曉的地質名詞。地調所在2012年發表的資料中，臺灣總共有33條被確認的活動斷層。除了這些以外，更有許多是學理上有可能但尚未被確定的。
備註：根據地調所2021年的新版活動斷層調查結果，新增了3條活動斷層，目前共有36條。
臺灣的活動斷層地圖。圖片取自經濟部中央地質調查所網站。https://faultnew.moeacgs.gov.tw/
有人說，臺灣到處都是斷層，那是不是不要住人？某種程度來說，臺灣就是斷層所產生的島嶼。臺灣的山脈，我們的土地，幾乎都是由斷層的活動而從海裡抬升起來的。沒有斷層，就沒有臺灣。所以，當我們住在這座島嶼，就勢必得與斷層共處。
Part 2
國內目前將活動斷層分成兩種：第一類活動斷層與第二類活動斷層。前者是過去一萬年內曾經活動過的斷層，後者則是十萬年內活動過的斷層。
舉例來說，因為921地震而聞名的車籠埔斷層，在二十幾年前曾經活動過，所以當然是第一類活動斷層。1998年時，它還是一條第二類活動斷層，兩年後便被更新為第一類。不過車籠埔斷層其實非常活躍，即使在921地震前也應該要歸類為第一類，只是當時的野外調查結果沒有明顯證據支持其短期內活動過。
為什麼是用「過去」的活動歷史來定義呢？其實活動斷層的研究，最主要的重點是了解它們「未來」會不會活動。而一條斷層既然在短期內的過去（十萬年對地質學家而言，已經相當短期了）曾經活動，那就代表它在短期內的未來（當然，這裡的短期指的也不是幾年內，而可能是幾百、幾千或幾萬年內）有可能再度活動。這是地質學的一個特性，了解過去所發生的事，可以用來預測未來有可能會發生什麼樣的事。
那要怎麼知道一條斷層在短期內有沒有活動過呢？最直接的方法就是去找斷層的露頭，然後透過一些地質學的基本原理去推敲它最近是否有活動。比方說，如果一條斷層有切過全新世的沖積層，那麼就代表它在過去約一萬年內有活動過。但是在臺灣這種植被茂盛的地方，要找到野外露頭簡直困難重重。因此大部分的人是透過其它間接方法。有些人可以利用衛星定位系統的分析，來研究地殼的變形，並了解哪些區域是應力累積比較快而哪些地方比較慢，就可以推測哪些地方在構造上可能是比較活躍的。有些人會挖槽溝，簡單講就是把斷層給「挖」出來，直接去看看這條斷層長什麼樣子，然後透過一些地質原理來判斷它近期內有沒有活動。目前車籠埔斷層的其中一個槽溝還保存在竹山的斷層園區，相當值得一看。有些人則會利用地形上的觀察，例如河階與海階等地形上的標誌，或是地表的變形與褶曲，來找尋一條斷層在近期內是否有活動的證據。當然，還有其它方法可以了解活動斷層，這裡先不做進一步討論。
竹山的車籠埔斷層園區，現地展示著當時開挖的槽溝。
活動斷層危險嗎？所謂不鳴則已，一鳴驚人。大部分的時候活動斷層都沒事，靜悄悄的，而一旦出事，可能就很嚴重。再用車籠埔斷層舉例，原本歷史上沒有它的活動紀錄，然後到了1999年，就出大事了。一條斷層的活動間隔可能是幾百年，也可能是幾千年或更久。若住家附近有活動斷層，也許一輩子都沒事，但若它明天就發生地震，那可能就是直接翻天覆地，一次都碰不得。
那「第一類活動斷層」是不是就一定比較危險，近期比較容易發生大地震呢？也不見得。因為每一條斷層的應力累積速率與斷層面性質等等因素都不一樣，所以它們的再活動週期也不一樣。當然，距離上一次活動的時間也有關係。例如車籠埔斷層在1999年活動過，那麼幾年內要再發生一次大規模地震，機率也就不大。前面說過，車籠埔斷層在921地震之前，其實是被列為第二類活動斷層，甚至有人懷疑它根本不是活動斷層。
Part 3
所以說，核四的問題到底出在哪裡？
先說，以下只是我自己的看法與觀察。
臺大地質系的陳文山教授前陣子在臉書發表了一篇貼文，談及核四廠下方的「S構造」與外海的諸多「線型」。內容簡單來說就是龍門電廠下方有一個低速帶，稱為S構造或S低速帶，可能是一條斷層。外海也有相當多的線型，這些線型也有可能是斷層，且不排除在地底下會相連在一起。若它們和S構造一起活動，就可能會產生破壞性的地震，波及核四廠。
然後貼文的留言區就被民眾洗版了。
在我看來，民眾提出質疑的動機應該很合理。在公投前突然有個地質系教授說核四底下有可能的活斷層，任誰也會覺得有鬼（我是站在大眾的角度來看）。
不過我們姑且先單就地質的部份來討論民眾的質疑。
有人說，教授的文中出現很多「不確定」、「有可能」等曖昧的字彙，因此認為教授不專業，或是教授根本自己也不確定。
表面上看起來很不專業，但事實相反，就是因為專業所以才會這樣講。因為在地質學中，很多事情是不知道答案的，只能推理。地質學重視的是推理的過程與邏輯要合理，不見得要100%的確認，很多時候甚至根本無法確認。核四的例子也一樣，目前沒有直接的觀測證據，所以當然無法把話說死，使用「可能」這類的詞彙，才是比較好的作法。若教授使用「一定」之類的描述，那反而應該要被批評與質疑。
還有人質疑，外海那些線型，為什麼可以連在一起？明明看起來就是斷開的。
這問題確實比較有深度，但也攻不破教授的說法，因為文中已經附上相關的論文以供佐證，說明表面上斷開的線型確實有可能會在地底相連。事實上，這種質疑最大的問題，不在於那些線型是不是真的相連，而是外行人直接幫內行人判斷。氣象局預報明天可能會下雨，總不會有不懂氣象的人拿著天氣圖去槓上氣象局，說他們判斷錯了吧？一樣的道理。線型有沒有相連，我們不知道，但是不排除這種可能，搞不好教授是錯的，但是民眾看著圖說沒有相連，其實就是外行人在幫專家做判斷，這種行為是否尊重專業，大家心知肚明。
更有人說，貢寮那一帶過去幾百年都沒有什麼地震，不會有事。
對於地質學家而言，幾百年簡直是一瞬間，活動斷層甚至是用萬年尺度去定義的。前面也提過，你家附近有活動斷層，很有可能一輩子都沒事，但問題是你不知道它什麼時候會讓你出事。出事機率小，不過可能連一次都遇不得。
Part 4
網路上有人發表「正斷層不會引發大地震」之類的言論，用地質來挑戰地質。這種講法我認為不能說對，但也不是完全錯。
首先，為什麼會扯上正斷層？
我們都知道臺灣在造山，如果有學過高中地科，會知道造山運動主要由擠壓的應力所支配。而擠壓應力會造成逆斷層。
但是，臺灣並不是每個地方都在造山。根據研究，臺灣的北部，大約是花蓮到桃園連線的東半部，其實已經脫離造山運動的影響，而開始進行所謂的「毀山作用」。毀山作用指的就是山脈失去了擠壓的應力所支撐，因此便順著重力而崩毀。臺灣的大臺北與宜蘭一帶，原本處於造山運動中，產生很多逆斷層。但是自從脫離了造山帶，這些逆斷層的上盤便開始下滑，變成正斷層，即所謂的「構造反轉」。臺北的山腳斷層就是一個案例，它原本是逆斷層（新莊斷層），但後來變成一條正斷層。目前被地調所歸類為第二類活動斷層。山腳斷層的上盤因為斷層的活動而往下陷落，於是產生了臺北盆地。
臺北盆地的形成簡圖（事實上山腳斷層在淺部被認為不是使用新莊斷層的斷層面，兩者約略平行）
核四，剛好就位在毀山作用所主導的區域中。因此該區域的斷層主要都是正斷層。如果說外海的「線型」與「S低速帶」真的是斷層，那可以猜應該是正斷層。
正斷層就比較安全嗎？好像也不是完全錯。因為「通常」逆斷層真的都比較活躍，而且「通常」地震的規模比較大。看看世界歷史上規模最大的幾個地震，幾乎都是以逆斷層為主。臺灣目前造山運動最活躍的區域是中南部，而這些地方的地震確實也挺多挺大的。北部的毀山區域，在歷史上比較少有大地震發生，該區域的應力場也比較微弱。如果說北部以正斷層主導的區域，跟其它地區比起來比較不具威脅性，這種說法勉強還行。
那麼核四就安全囉？也不能這麼說。假如今天核四蓋在中南部的活躍斷層帶附近，那的確風險比目前的位置高多了，但是也不代表現在可以高枕無憂。因為正斷層也可以引發規模超過6.0的強震，而且山腳斷層就有這樣的潛力。我們很難說東北角外海會不會也有類似的斷層。
Part 5
最後，整理一下前面的資料
核四的廠址下方有低速帶，可能是斷層。外海有線型，也可能是斷層。這些斷層有可能是連在一起，而且有機會產生致災性地震。看起來，似乎核四在地質上的風險不高，因為很多事情都是「有可能」而已，而且工程界有許多人也認為核四的設計禁得起考驗。
另一方面。核電廠畢竟是高風險的設施，就算說地質上的風險相對不高，但是我們禁得起一次的事故嗎？地質界對於該區域的調查還沒有很透徹，如果真的有活動斷層呢？如果活動斷層通過廠址下方呢？要知道，斷層活動時，斷層線上幾乎沒有任何建築可以倖免。這不是耐震強不強的問題，是地基直接被撕裂，建築物當然也會被摧毀。
所以核四的問題，就地質來看，很像是賭博。今天地質學家提出活動斷層的可能性，這其實也不是要說服我們說一定有很大的風險，只是希望大眾在投票時可以將斷層的潛在風險納入考量。我們可以提出自己的想法，認為風險不高，發生問題的機率不大。搞不好根本沒有活動斷層，就算有也可能在幾百或幾千年內都沒事。不過就是要看敢不敢賭那一點點的機率，自己評估看看核電廠值不值得賭。另外，核四的問題也不是只有地質而已，還必須考量到能源與其它不好說（？）的問題，做整體的綜合考量才能決定選票。
大概是這樣，如果有任何想法，歡迎討論。
