編譯／潘楠慕

長期以來，科學家探究地震成因通常都從板塊碰撞和地表下斷層活動著手，不過，美國麻省理工學院（MIT）近期發表的研究認為，某些天氣現象也可能誘發地震，今年初日本能登半島強震就是一個例子，當地近年頻發的群震，可能是受到季節性降雪和降雨影響。

這份5月在《科學進展》（Science Advances）期刊發表的研究呈現出大雪和豪雨，與日本北部近年一連串地震的關係，是首次有研究證實氣候條件可能引發地震。麻省理工學院地球、大氣與行星科學系助理教授法蘭克（William Frank）說，研究發現，地表的降雪和其他環境負荷，會影響地下應力狀態，而強降水事件與這批地震群起始時間有高度相關性，「因此，氣候顯然會影響固態地球的反應，而這種反應的一部分表現就是地震」。

能登半島自2020年底以來經歷了數百次小規模地震，典型的地震序列是一次主震，接著是一連串餘震，然後活動逐漸停息，但是能登半島這些地震活動是群發性，即在相對短時間內發生多次地震，卻無明確主震或者單一誘發因素。

麻省理工和維也納大學、日本東北大學、東京大學等多國合作的這份研究，先根據日本氣象廳過去11年來能登半島地震活動紀錄，發現2020年底之前的地震顯然是偶發性且彼此不相關，但是2020年底開始愈加頻繁，發生時間有集中性，意味著一批以某種方式相互關聯的群震的開始。

接著，研究分析同期間該地區任何位移或局部震動監測紀錄，比較不同監測站之間這類數據來了解震波傳播速度。震波速度與其傳播時經過的地層結構有關。

研究人員繪製能登半島這11年間震波速度變化圖，觀察到一個令人意外的模式：在2020年左右，震波速度和季節變化顯然同步。

研究進一步探究季節性的環境變化是否會以某種方式影響地下結構，從而引發群震，尤其季節性降雨對地下「孔隙流體壓力」的影響。地下孔隙流體壓力即地層裂縫和裂痕中的流體，對基底岩層造成的壓力。法蘭克解釋：「下雨或下雪時，會增加地表重量，因而升高孔隙壓力，使地震波傳播得比較慢；當所有重量因蒸發或逕流活動而消失，孔隙壓力突然降低，地震波就會傳播得更快。」

研究人員利用模型模擬能登半島過去11年地下孔隙流體壓力，對季節性降雨變化的反應，將同期間氣象數據輸入，再將孔隙流體壓力變化時間軸，與震波速度變化時間軸對比，發現兩者非常吻合。當納入降雪數據、特別是極端降雪事件，模型推估與觀測的結果吻合度更強。

研究推測，這種地震和氣候之間的新關聯性，或許在世界其他地方發生的地震也發揮一定程度作用，而且隨著全球暖化加劇，這種影響可能會更加顯著。法蘭克說，當考慮還有哪些因素會影響地震的發生，「氣候顯然是其中之一」。



河南遇千年水患 蝸牛殼留紀錄

2021年7月中國大陸河南省鄭州市遭特大暴雨侵襲，釀成嚴重水患，研究人員比對暴雨前、後在蝸牛身上採集的樣本，發現這場「千年一遇」的暴雨，在蝸牛身上留下了「紀錄」，這項發現可望為解讀古化石記錄到的遠古地球環境「臨界點」，提供新的工具。

中國科學院地球環境研究所氣候變遷研究人員，在大陸《科學通報》期刊發表的這份論文指出，這場暴雨規模被認為「千年一遇」，是根據過去百年的氣象數據而言，但是在全球暖化導致氣候正快速變化之際，鄭州暴雨是否真為「千年一遇」，或者是在愈加暖化的世界中，一種將更為常見的天氣新常態，是亟待釐清的問題。

現代儀器測量資料通常僅有近200年的紀錄，而傳統古氣候研究的時間解析度低，即記錄時間間隔不夠小，通常為「年到千年」，因此無法準確重建「日到小時」尺度的極端天氣事件。這次研究利用現代技術突破這種時間解析度問題，從4個蝸牛殼樣本中獲得2021年6月到9月期間，以日為尺度的氧18和氧16這兩種穩定氧同位素比率（δ18O）。

δ18O常用於古氣候研究，測算過去氣候變化情況。這些蝸牛樣本其中2個是暴雨前、2個在暴雨後採集，分析顯示，這段期間蝸牛殼中δ18O出現顯著負變化，利用模型估算暴雨期間變化理論值，與蝸牛殼實際變化值比較，兩數值一致程度在誤差範圍內，「這表明蝸牛殼δ18O負變化很可能是由暴雨造成」。

這份研究呈現蝸牛殼具有辨別極端暴雨的重要物理標記，報告指出，應用在蝸牛化石，則可望重建過去不同氣候背景下，極端降雨發生頻率和強度，也可為預測未來極端天氣事件提供歷史參考值，以及評估氣候模型模擬極端天氣準確度的工具。



對抗沙塵暴 聯合國推10年行動

從非洲中部到中國大陸北部，近年愈加頻繁發生的沙塵暴，增加人類呼吸道疾病和對作物、牲口的危害，有鑑於此，聯合國7月宣布，將2025年至2034年定為「對抗沙塵暴10年」，因應這種對健康和經濟都構成威脅的極端天氣事件。

這項倡議由烏干達駐聯合國大使夸巴（Godfrey Kwoba）代表「77國集團」（Group of 77）提出，旨在透過國際和區域合作，「遏制和減輕沙塵暴的負面影響」，並於7月間在聯合國大會上以共識決方式通過。77國集團代表聯合國中134個開發中國家及中國大陸。

根據《聯合國防治沙漠化公約》2022年提出的報告，近年來沙塵暴發生頻率「急劇升高」，儘管有關沙塵暴影響的紀錄資料有限，但是報告說，沙塵暴可能加劇呼吸道疾病，危害農作物和牲畜，並且加速沙漠化。

這份報告估計，每年有2兆噸的沙塵進入大氣層，雖然主要原因為植被稀少的乾旱和半濕潤地區等自然條件，但是乾旱和氣候變遷加劇了這個問題，「全球至少25%的沙塵排放來源來自人類活動」，例如非永續的土地管理和水資源利用方式。

這份10年倡議其中一部分行動是，聯合國糧食及農業組織（FAO）將在受沙塵暴影響國家，推廣減災措施，包括提倡對環境永續的土地利用管理、農林業、防風林、造林和再造林，以及土地恢復計畫等。決議也呼籲全球合作，加強早期預警系統，共享預測沙塵暴的重要氣象資訊。