本關重點
- P 波可穿過固體與液體、速度較快；S 波只能穿過固體。S 波到約 2900 km 深處消失 → 外核是液態。
- 地球分層有兩套：依組成分地殼、地函、地核；依軟硬分岩石圈、軟流圈。
- 科學史三部曲：大陸漂移 → 海底擴張 → 板塊構造，證據越來越多、理論越來越完整。
- 三類板塊邊界：張裂（分開）、聚合（靠近）、錯動（水平錯開），各有典型的地形與地震。
- 臺灣位於歐亞板塊與菲律賓海板塊的聚合邊界，附近有兩個方向相反的隱沒帶。
- 規模是震源能量，一次地震一個值；震度是各地搖晃程度；地震預警利用 P、S 波的時間差。
核心觀念
一、地震波：看穿地球的 X 光
地震發生時會同時送出 P 波（primary wave，縱波）與 S 波（secondary wave，橫波）。P 波較快，固體、液體都能通過；S 波較慢，只能在固體中傳播。科學家在世界各地記錄地震波抵達的時間，發現波速在某些深度突然改變，代表那裡的物質不同。
讀這張圖抓三個關鍵：
- 約 2900 km：S 波速度掉到 0、P 波速度驟降 → 進入液態的外核。
- 約 5150 km：S 波重新出現 → 內核是固態（壓力極大）。
- 地函中兩種波速大致隨深度增加。
| 依組成分 | 依軟硬分 |
|---|---|
| 地殼：大陸地殼較厚、海洋地殼較薄 | 岩石圈：地殼＋最上部地函，堅硬，分裂成板塊 |
| 地函：固態岩石，占地球體積最多 | 軟流圈：岩石圈下方，較軟、可緩慢流動 |
| 地核：外核液態、內核固態，主要是鐵、鎳 |
板塊指的是岩石圈，它「漂」在較軟的軟流圈上，所以板塊的底部不等於地殼的底部。
二、從大陸漂移到板塊構造
- 大陸漂移說（韋格納，1912）：大西洋兩岸海岸線吻合、化石與岩層可對接，推測大陸曾連在一起。但當時說不出是什麼力量推動大陸，所以不被接受。
- 海底擴張說（1960 年代）：中洋脊不斷湧出岩漿形成新海底，向兩側推開。關鍵證據是中洋脊兩側對稱的磁條帶：地球磁場的南北極會不定期互換，岩漿冷卻時記錄下當時的方向，形成一條條正、反相間的「磁性條碼」。離中洋脊越遠，岩石越老。
- 板塊構造學說：整合以上證據，岩石圈分成數塊板塊，在邊界互相作用。這是科學理論隨證據累積而修正、擴充的典型例子。
三、三類板塊邊界
| 邊界 | 運動 | 地形與作用 | 例子 |
|---|---|---|---|
| 張裂性 | 互相分離 | 中洋脊、裂谷，淺源地震、火山 | 冰島、東非裂谷 |
| 聚合性 | 互相靠近 | 隱沒帶、海溝、島弧、造山帶，淺至深源地震 | 臺灣、日本、喜馬拉雅山 |
| 錯動性 | 水平錯開 | 轉形斷層，淺源地震 | 美國聖安德魯斯斷層 |
臺灣附近：東北外海是菲律賓海板塊向北隱沒到歐亞板塊之下（琉球隱沒帶）；南部外海是歐亞板塊向東隱沒到菲律賓海板塊之下（馬尼拉隱沒帶）；兩者之間的臺灣本島則是碰撞擠壓而成的山脈。
四、地震的規模、震度與預警
- 規模（magnitude）：震源釋放的能量，一次地震只有一個值。規模每增加 1，能量約增加 32 倍。不同機構的算法可能不同（例如芮氏規模 ML 與矩規模 Mw）。
- 震度（intensity）：某地點的搖晃程度。臺灣的震度分為 0 到 7 級，其中 5、6 級又分弱、強，共 10 級。震度受距離、震源深度、地盤影響。
- 地震預警：測站先偵測到較快的 P 波，迅速估算規模與各地震度，在破壞力較大的 S 波抵達前發出警報。距離越遠預警時間越多；震央附近可能來不及（預警盲區）。
素養怎麼考
- 波速-深度圖：判斷哪裡是液態、哪裡物質突變。
- 磁條帶或海底年齡圖：用「距離 ÷ 年代」算擴張速率，注意單位與「單側／兩側」。
- 地震新聞：區分規模與震度、解讀不同機構數字不同的原因。
- P、S 波時間差計算：結合強震即時警報情境。
- 地震統計圖表：餘震衰減、規模與次數的關係，並判斷資料中的異常點（學測曾考 311 地震預警與海嘯）。
真題考法對照（用自己的話描述，不轉貼原題）
- 115 學年度學測第 7–8 題：311 地震。板塊邊界、海嘯成因、「傷亡大不代表預警無效」，再用 P 波、S 波、海嘯波速與系統運算時間算預警時間。
- 113 學年度學測第 31 題：已知 P、S 波抵達時間差，反推距離，再扣掉發布警報所需時間，求市民可應變的秒數。
- 114 學年度學測第 15 題：全球前五大地震的分布圖加上板塊運動箭頭，判斷它們同屬聚合邊界。
- 114 學年度學測第 14 題：由斷層位置、震央與地震儀記錄的地面運動方向，判斷斷層面傾斜方向與斷層類型。
- 112 學年度學測第 9 題：環太平洋地震帶的特徵（與火山帶位置大致一致，不是以張裂或平移為主）。
解題技巧
- 波速圖先找「斷點」：速度突然跳動或歸零的深度就是分層界線。
- 時間差公式：Δt ＝ d／v_S − d／v_P，先各自算再相減，不要相加。
- 速率題寫單位鏈：1 km ＝ 10⁵ cm、1 百萬年 ＝ 10⁶ 年，算完檢查量級（板塊每年移動約數公分）。
- 讀累計表：「規模 ≥ 5 共 429 次」是累計，求「4 到 5 之間」要相減。
- 異常資料先找原因，不要直接刪除，也不要用單一異常推翻整個規律。
常見陷阱
- 「震度 6 強就是規模 6」：震度與規模是兩回事。
- 「岩石圈＝地殼」：岩石圈還包含上部地函。
- 「內核也是液態」：圖上內核 S 波速度不為 0，是固態。
- 擴張速率把兩側分離速率當成單側速率。
- 錯動邊界與張裂邊界搞混：錯動不產生新地殼。
BOSS 戰
BOSS 戰：隱沒帶地鼠王
固體地球與板塊構造 擋住了去路！共 8 題。
計時從進入每題開始，看詳解時暫停；同分比時間。
延伸閱讀與資料來源
- USGS Event Page：2024 花蓮地震（us7000m9g4）（美國聯邦政府公有領域）
- USGS ANSS ComCat 地震目錄查詢服務：本關餘震與規模統計資料（公有領域）
- 中央氣象署地震測報中心：地震百問：規模、震度、強震即時警報（政府網站資料開放宣告）
- 中央社：花蓮規模 7.2 地震報導（新聞，本站僅摘要事實）
- IRIS EMC：PREM 地球參考模型（公開研究資料，引用 Dziewonski & Anderson, 1981）
- USGS This Dynamic Earth：大陸漂移到板塊構造的科學史（公有領域）