慢、快地震間有何關係? 台日地科專家共同研究

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2002年東京大學首度發現「慢地震」,開啟全世界對慢地震的觀測。慢地震釋放的總能量,威力甚至等同規模7的地震,因而受到國際重視。日本從2012年起,年年召開慢快地震研討會,今(2023)年研討會首度移師台灣,也讓台日學者得以交流,並朝合作邁出重要的一步。

以慢地震預測地震機率 台日展開研究交流

今(2023)年3月中旬的台東縣池上鄉來了一群訪客,他們是來自日本研究地震的學者以及日本地質調查所代表,特別參觀位於池上斷層帶上,可以印證板塊運動的大坡國小。

京都大學防災研究所地震災害中心副教授伊藤喜宏說,可以經由在大坡國小設置的潛變儀,看到潛移的日變化,另外這些潛移量,似乎與他目前在研究的「慢地震」有相當大的關聯性,讓他對於池上斷層有相當大的興趣。

慢地震和典型的地震不同,斷層會緩慢滑動以釋放地底能量,它持續的時間較長,甚至可以達到數個月。

台灣與日本同為多地震國家,3月中旬,一場集合台日研究地震重點大學學者以及日本海洋研究開發機構,還有日本地調所代表,共同討論台日快慢地震的研討會,在成功大學召開。

東京大學理學系研究所教授井出哲期望,即使無法預測大地震發生的確切時間,也能藉由慢地震的發生,可以比較有信心地說出,未來在何處有較高機率發生大地震。這不僅僅是對於日本與台灣,對於地震發生頻繁的國家都適用。

中央大學應用地質研究所兼任教授朱傚祖,帶領日本學者參觀因918池上地震斷成兩半的崙天大橋。(圖/獨立特派員)

慢地震與大地震有何關係?日本學者持續研究中

日本是研究慢地震的代表,而井出哲教授又是日本研究慢地震的重要人物,也在這次研討會發表2004年到2023年2月記錄到的慢地震資料庫。

東京大學理學系研究所教授井出哲表示,從歷史紀錄來看,南海海槽發生過無數次的大地震,所以他們預期,未來在南海海槽也會發生大地震,而近20年在歷史地震的周圍區域發現許多慢地震。他們對於慢地震與大地震的時間關係並未明瞭,是目前研究的重點。

台灣師範大學地球科學系主任陳卉瑄分析,慢地震的能量釋放雖然緩慢,但它絕大多數都發生在真正大地震會發生的地方,最經典的例子就是311地震,東北地震之前,他們就懷疑地底下有非常緩慢的錯動行為。

京都大學副教授伊藤喜宏,是利用海底觀測未發生地震時的斷層活動所得到的資料,進行大地震與慢地震的分析,也在常發生地震的墨西哥投入多年的研究。

伊藤喜宏說:「以前地震學家對於沒有發生地震的區域多半不感興趣,但是311東北地震之後,我發現我們更要把注意力放在這些沒有地震的區域,藉由精密的觀測去了解底下正在發生什麼事情。」

筑波大學生命環境系副教授氏家恒太郎則是從地質學的角度,藉由野外調查與岩性分析,了解慢地震形成的條件。今年是日本關東大地震100週年,幾十年來日本投入相當多的資源在研究南海海槽,氏家恒太郎也參與了南海海槽的鑽井計畫。

氏家恒太郎副教授在研討會上發表研究成果。(圖/獨立特派員)

台灣哪裡有慢地震?要透過什麼技術觀測?

不同慢地震持續時間差異很大,最長可達半年到5年,短則2至6天,甚至10到100秒,台灣可以觀測到慢地震的地方在哪裡呢?陳卉瑄指出,最多慢地震的地方,就是中央山脈南段。

位於彌陀的漯底山有泥岩出露、泥火山噴口,是南部常見存在的「泥貫入體」地質。成功大學測量及空間資訊學系副教授景國恩認為,這些地質的特性可能會提供慢地震和潛移斷層發育機制,若陸地上可以進行大量觀測,就能獲得許多相關資訊。

位於花蓮七星潭旁的米崙地震工作站,是全球第一個以科學研究為導向,將光纖纜線穿過斷層帶的觀測計畫,有3口觀測井,可以提供台灣及全世界,了解孕震構造與斷層動力機制的關鍵科學數據。

台灣師範大學地球科學系主任陳卉瑄表示,台日雙方要合作,有一個重點就是大家手上有的資料不一樣。對於孕震潛能這個項目,其實雙方都非常有興趣,所以這就是一個共同議題。

慢地震與大地震的關係,20多年來已經逐漸受到全球研究地震的科學家重視,透過台日首次以團體戰的方式,進行慢、快地震的相關研究交流,不僅可以凝聚台日共同關切的議題,也可以為未來的合作開啟重要的一步。

(※李瓊月 袁宏書/採訪報導)

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