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地震的「好處」

談到地震,多數民眾的直接聯想多半是較為負面的訊息,如山崩、屋毀、海嘯等等,猶如近來6月2日南投地震造成的走山。不過,地震本身僅是一種自然的現象,如同降雨、日出日落一般,會造成災情的地震,多半是規模較大、離人口稠密區較近的地方,但大多數的地震,不止對於人們無害,反而還可能有些可以運用的價值。

以全球來看,每天起碼有上萬起的地震發生,而臺灣地區的地震觀測網每天也能觀測到數十起地震。好在這些地震幾乎都屬「無感」地震,對地表造成的振動人們通常不會有感覺,而規模甚大的地震也不是經常發生,但這些大大小小的地震,其實對於人們有莫大的的幫助。從上個世紀初開始進行的地震觀測,我們漸漸對地震發生的位置和機制有更進一步的了解,也因此發現了班尼奧夫帶,知道原來震源多是分布在板塊的邊界,並且會某些板塊聚合的地方向地底深處延伸,進而確立了板塊構造學說。而今,我們還可以透過更局部的分析,了解地底下未知的斷層分布。以今年3月27與6月2日發生在南投的兩起強震來說,分析地震過後的餘震與過往的微小地震分布,有助於我們了解盲斷層,若沒有這些微小的地震,我們對於地底深處就會一無所知。

台灣地震分布。1991年到2006年3月間全臺灣所有的地震分布,其中多數的地震是無感的地震,通常規模小於3,即使是淺層地震(深度30公里以內)也不易在地表偵測到大於1的震度,而深度較深的地震,震波在到達地表前也都衰減殆盡。圖片取自維基共享資源,作者Hsu.shihhung,地震資料來自中央氣象局。

而過去數年來,微地震的研究也產生了許多突破,中央大學的馬國鳳老師,在九二一地震後,在車籠埔斷層附近裝設了井下地震儀,經過長時間的觀測,發現地下水壓誘發微地震的案例的完整機制過程,並將研究成果發表在《科學》期刊。研究中分析了地底下發生微小破裂的微地震,發現有的地震事件只有P波沒有S波,經過科學的驗證,找出了水壓誘發地震的物理機制,這也是全球第一次找到這樣直接的證據。此外,國內的大屯火山開始廣設寬頻地震站,結合地球物理與化學資料來做分析與預警,也是由於科學家長期觀察,發現火山爆發之前往往都會產生異常的微小地震,便著手進行長期的監測,以預警火山的噴發。

除了以上的例子之外,或許有更多人關心,是否微小的地震能作為大地震的前兆呢?東京大學地震研究所助理教授加藤愛太郎,在311地震之後開始研究分析震前的一些微小地震,發現微震在震前的時空分布有向特定方向遷徙的現象,他認為這種現象可能為一種前兆,代表著在主震之前,便開始有緩慢的滑移,在滑移過程中產生微小的破裂,也就是那些微震分布的區域。或許,未來我們若再一次發現此現象,就能提前警示民眾。期許這些看似做苦力的監測工作,能在未來發揮更大的效用。

日本東北地震遷移。科學家分析了日本311地震震前的地震資料,發現的「慢滑移」事件。分別在2月份與3月9日之後,微震的分布傳播分別以每日5公里與每日20公里的速度向南傳播。修改自Kato, et. al., 2012)

關於班尼奧夫帶

在板塊聚合的地區,經常會發現隱沒作用,隱沒的板塊會俯衝到地球的內部深處,而地震的震源分布會從接近地表處,沿著隱沒板塊向地球內部延伸,形成一片向地球內部彎的地震活動區域,最深的地震震源可達將近700公里,此區域即為班尼奧夫帶(Wadati-Benioff zone),最早由日本科學家Kiyoo Wadati發現,而後由美國科學家Hugo Benioff研究確立其存在。

資料來源:

  1. A. Kato, et. al., Propagation of Slow Slip Leading Up to the 2011 Mw 9.0 Tohoku-Oki Earthquake, Science, vol335, 705(2012)
  2. K.F. Ma, et. al., Isotropic Events Observed with a Borehole Array in the Chelungpu Fault Zone, Taiwan, Science, vol337,459(2012)

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關於作者

潘昌志

「你地質系的?」不,但我待過地質所,而且還是海研所的碩士。無論在氣象局、小牛頓…都一樣熱愛地科與科普。現在從事試題研發工作,並持續在《地球故事書》、《泛科學》、《國語日報》等專欄分享地科的各種知識,想以科普寫作喚醒人們對地球的愛。