環火線

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此範圍地震數
落在環火線上
最大規模
距上次 M6.0+
判決

地震沒有變多。變多的是我們的耳朵。

我重新下載了 USGS ANSS 全球目錄( 筆事件,1900 年至今), 用 Bird (2003) 的板塊邊界把環太平洋火山帶畫出來,然後對每一個規模門檻分別做卜瓦松迴歸趨勢檢定。 結論是:小地震的紀錄筆數確實在暴增,但大地震的發生率在統計上沒有上升—— 而且只要把起算年往後挪到 1990 年以後,連微弱的上升訊號都會消失甚至反轉。

RR = 每十年的發生率比(rate ratio)。1.00 代表完全持平。 區間為 95% 信賴區間,已用 quasi-Poisson 校正過度離散(餘震叢集會讓年計數的變異遠大於卜瓦松假設)。

證據 01

把三個規模門檻放在同一張圖上,故事就講完了

每條線都以自己 1990–1999 年的平均值為 100 重新指數化,所以三條線可以直接比較形狀。 如果地球真的變得更活躍,三條線應該一起往上走。

年度地震次數指數(1990–1999 平均 = 100)

滑鼠移到圖上可看逐年數值

M4.5+ 的曲線爬升,不是因為地殼變躁動,而是因為 1990 年代之後全球數位地震網 (GSN/FDSN)測站數量與資料共享大幅擴張,以前測不到的小地震現在都進了目錄。 這一點 USGS 自己在 FAQ 裡講得很直白。

證據 02

「地震在增加嗎?」的答案,取決於你從哪一年開始數

這是整份研究裡最關鍵的一張圖,也是你可以自己動手玩的一張。 拖動下面的起算年,右邊會即時重算一次卜瓦松迴歸:斜率、信賴區間、顯著性。 一個真實的地體構造訊號不該對「從哪年開始數」這麼敏感。

不同起算年得到的趨勢(終點固定在 2025 年)

橫軸為起算年,縱軸為每十年發生率比。灰線 = 1.00(持平)。 點的顏色代表方向,實心代表在 0.05 水準下顯著;直條為 95% 信賴區間。

起算年
每十年發生率比

對應的年度次數與擬合線

灰柱為實際年度次數。橙線是用你選的起算年重新擬合出來的卜瓦松趨勢, 往左的淡色區塊是被排除掉的年份。

證據 03

用十年為單位看大地震:1990 年之後,速率就待在同一條窄帶裡

大地震很稀少,稀少的東西天生就會忽多忽少。下圖的直條是每個十年的年均次數, 細線是卜瓦松 95% 信賴區間——只要區間互相重疊,你就沒有證據說「這十年比那十年多」。 這裡有一個必須誠實交代的例外,它剛好落在全球標準地震網建置的年代上。

每十年的年均大地震次數

1900–1930 年代的低值是儀器覆蓋不足,不是地球比較安靜
證據 04

能量幾乎全部由少數幾場巨震決定

地震規模是對數尺度:一場 M9.0 釋放的地震矩,等於約 場 M7.0 的總和。 所以「今年地震能量特別高」通常只代表——今年剛好有一場巨震。

全球年度地震矩釋放量(M7.0 以上事件加總,對數座標)

標註的是 1950 年以來釋放能量最大的幾場地震
證據 05

2004–2011 那一串巨震,是不是異常?我用蒙地卡羅去撞它

2004 蘇門答臘、2010 智利、2011 東北——很多人是從那幾年開始覺得「世界怪怪的」。 我把 1950 年以來所有 M8.0+ 事件的年份打散重排 20,000 次,看看純機率能不能生出這麼密的一串。

結論和 Shearer & Stark(2012, PNAS)一致: 巨震的群聚看起來很嚇人,但和「完全隨機」比並沒有顯著差異。 我另外用 Gardner & Knopoff (1974) 的時空窗把餘震剔除後重跑所有檢定, 結果沒有改變方向——目錄裡 的 M5+ 事件其實是餘震或前震。

證據 06

那為什麼「感覺」變多了?因為目錄本身在變

一份地震目錄不是地球的忠實錄音,而是「地球 × 當時的儀器 × 當時的規模定義」。 下面兩張圖是同一份目錄的體檢報告。

M7.0+ 事件所使用的規模量標,逐十年的組成

1970–80 年代(USGS PDE 時期)大量使用面波規模 Ms 與體波規模 mb; 1970 年以前的紀錄則來自事後重新評定的歷史目錄,幾乎全部標成矩規模 Mw; 2000 年以後則由 W 相矩規模 Mww 接手。同一場地震在不同量標下會得到不同數字, 而目錄的接縫正好落在那些「趨勢」最強的年份上。

b 值(規模—頻率關係的斜率)

如果地球的力學狀態真的變了,大小地震的比例(b 值)應該跟著漂移。 1975 年以來以五年為窗、Mc=5.0 的 Aki 最大概似估計顯示它一直待在 1.0 附近。

誤差棒為 ±1 標準誤
環火線

那條帶子本身呢?

環火線內外的 M6.0+ 年度次數

環火線的定義不是手畫的:取 Bird (2003) PB2002 板塊邊界資料中構成環太平洋 隱沒/轉形系統的 143 段邊界,向外緩衝 500 公里。地球上約 的 M6.0+ 地震落在這條帶子裡。

兩條線的趨勢方向一致,帶內外沒有分道揚鑣
方法

我做了什麼、以及這份分析不能回答什麼

這份分析講的是全球與環火線整體的發生率。 它完全不能告訴你某個特定斷層的危險度是否上升,也不能預測任何一場地震。 單一地區的地震危害度評估需要的是該地區的古地震、GPS 應變與斷層模型, 不是全球計數。地震目前無法被預測——這一點沒有例外。