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2019-09-01近期臺灣西南部會有大地震嗎?從斷層錯動與潛移談起 597 期

Author 作者 景國恩/成功大學測量及空間資訊學系副教授。
臺灣西南部即將迎來重大災害性地震嗎?有個說法,認為地震有所謂的「能量釋放」,那麼2010年甲仙地震與2016年美濃地震是否已經釋放一部分能量,讓大地震發生時間可以延後,甚至是已經全釋放了?

之所以會有上述問題產生,是因為臺灣西南部發生過數起災害性歷史地震。讀者耳熟能詳的事件可能包含1906年的梅山地震、1946年的新化地震、1964年的白河地震或1998年的瑞里地震(圖一)。從統計學的角度來看,似乎臺灣西南部每隔約20~30年就會發生一次重大地震事件(圖二);換言之,這幾年間似乎是臺灣西南部發生重大災害性地震的高危險期!
 

圖一:在最近 1 世紀,於臺灣西南部發生的地震所造成的死傷人數。
圖二:近百年以來臺灣西南部的地震分布圖。

斷層錯動是地震背後的兇手

如果從地震發生機制來看,地震的發生幾乎都和斷層錯動有關。由於斷層的錯動,導致累積在斷層上的能量以地震波的形式傳遞出去,才產生了威脅人身安全的地震。雖然目前人們還無法精確掌握斷層錯動的時間,以此進行地震預測,但可以尋找有可能產生地震的活動斷層(又稱發震斷層)為目標。因此,確認活動斷層錯動的可能性,成為人們評估某一地區地震發生機率的重要工作。

那麼,要如何得知這條斷層會發生地震?首先,必須先從已知的地震歷史中觀察,知曉臺灣西南部發生過數次災害性地震,代表此區域有很多條發震斷層,並且也能暗示和幫助人們該往哪個方向去尋找發震斷層。此外,少數如1792年的嘉義地震和1906年的梅山地震由於發生位置非常接近,甚至連地震規模也近乎一致,若斷層釋放能量前的累積狀況類似,那麼這兩個地震則可能是在同一條斷層上重複發生。所以,將這些活動斷層的位置找出來,就能協助探討地震潛勢。

那麼,近10年來的大地震和過去的災害地震是否相關?回顧過去重大歷史地震的位置,可以注意到一個地震空間分布特性:以新化-左鎮一線為界,在2010年的甲仙地震之前,主要的災害性地震幾乎都發生在此線以北的地方;直到2010年,才有甲仙地震與2016年的美濃地震在新化-左鎮一線以南造成嚴重的地震災害(圖三)。換言之,2010年的甲仙地震與2016年的美濃地震,和過去的災害性地震應該是屬於不同的「發震斷層系統」。不僅如此,根據野外地質調查、鑽井、槽溝開挖、地形特徵判釋、地震觀測、地球物理探測和大地測量監測等活動斷層調查成果,也分析出類似於上述的判斷。

 

圖三:2010年前後地震位置圖表。



為了解地震發生機率,除了運用前述地質與地球物理方法找尋斷層位置,還需要知道現今「斷層的能量累積速率」,才能計算斷層活動潛勢。利用大地測量手段獲得地表變形速率,則是其中一個評估斷層上能量累積速率的方式。一般而言,地表變形速率快,斷層累積能量的速率和斷層長期滑移的速率也會較快。根據目前的數據指出,除了東部縱谷地區之外,西南部是臺灣西側地表變形速率最快的區域,活動斷層能量累積速率也最高。......【更多內容請閱讀科學月刊第597期】