研習記錄二 探究花東海盆的年齡
錄影檔#1~#4（3:33），電腦簡報P.1~13（建議搭配我修改過的電腦簡報，頁碼與原始版本相同，僅稍微修改頁面內容）*0
爭議一：花東海盆的年齡究竟是年輕（~30Ma）還是老（~125Ma）呢？
花東海盆在早期地磁條帶比對的分析結果顯示，花東海盆的年齡大約是40Ma（Hilde and Lee, 1984）。但是根據花東海盆上所撿到的岩石標本進行氬氬定年，以及蘭嶼河床上所撿到的放射蟲化石年代，都得到距今約130Ma的結果。究竟花東海盆的年齡是年輕或是老呢？
對菲律賓海板塊來說，花東海盆只是個微不足道的小板塊；但是對臺灣來說，花東海盆代表菲律賓海板塊與歐亞板塊碰撞的最前緣，對於臺灣島形成的數值模擬過程及結果都扮演重要的角色。如果不能界定清楚，將影響臺灣島形成過程的情境模擬和推論。
因此對於花東海盆的年齡，我們有以下地球物理上的研究與證據：
證據一：花東海盆的岩石圈地震波速度。
過去由於缺少海底地震儀，加上花東海盆內又沒有地震發生，因此花東海盆的岩石圈地震波速度難以測量。現在我們以海底地震儀（S4）*1的觀測資料，搭配臺灣島上陸地測站，以雙站法計算地震波在花東海盆岩石圈傳遞的速度。
雙站法是選擇發生在與兩個測站成一直線排列的地震作為觀測目標（電腦簡報P5），此地震的表面波若依序經過測站A與測站B，只要將地震波抵達測站B的時間減去抵達測站A的時間，就是地震波在測站A與測站B之間的行經時間。用這個行經時間除兩個測站間的距離，就可以得到兩個測站間的地震波波速。
由於是觀測表面波（雷利波），不同週期的表面波會受到不同深度範圍的岩石介質所影響，因此藉由分析不同週期的表面波波速，可以計算不同深度的地震波速度。
本研究（電腦簡報P6）*2選擇了兩組不同路徑的地震與測站組合，一組是以臺灣東南方的地震－海底地震儀S4－臺灣東南部陸地測站（電腦簡報P6紅色箭頭），另一組是以臺灣西南方的地震－臺灣南端陸地的地震測站－海底地震儀S4（電腦簡報P6淺藍色箭頭）。
紅色箭頭這一組的地震波在兩個測站之間經過花東海盆，可以比較單純描述花東海盆下方岩石圈的地震波速度（典型HB）。藍色箭頭這一組的地震波在兩個測站之間會通過呂宋島弧（包含呂宋島弧下方可能存在的岩漿活動）及花東海盆，因此計算得到的地震波速度同時受到呂宋島弧與花東海盆影響（非典HB）。
兩組雷利波速度對週期的做圖（電腦簡報P7），中間圖背景的黑色虛線是不同年齡太平洋板塊傳遞雷利波速度對週期的分布*3，結果顯示花東海盆的年齡應該接近於15–30 Ma的Parece-Vela盆地。且不同深度的S波速度也顯示，花東海盆與西菲律賓海盆地在相同度的地震波速度都較慢，表示花東海盆的溫度較高，也較年輕。
海床年齡與海床深度的關係（電腦簡報P8-P9），海床年齡越老，海床的深度就會越深*4。根據花東海盆的海底深度，不大可能是125Ma那麼老。若是原本海盆很深，但受到熱柱抬升，則此熱柱就必須有夏威夷下方熱柱大小的尺度，並不合理。
證據二：雙層地震帶的間隔（電腦簡報P10）
隱沒板塊的班尼奧夫帶出現雙層地震帶的狀況非常普遍，一般來說，越老的隱沒板塊，雙層地震帶的上、下層地震帶間隔會更寬。根據臺灣東北外海的雙層地震帶分布，顯示上、下層地震帶的間隔約15公里，估計板塊年齡應是小於50Ma比較合理。
證據三：隱沒板塊的散焦效應（電腦簡報P11-12）
當地震波傳遞時若遇到傳遞波速較快的隱沒板塊，地震波會折射偏離法線，形成散焦的現象。以臺灣為例，來自臺灣東北方的地震波，自臺灣東北方地底上升到地表的過程中，有機會遇到隱沒的菲律賓海板塊（花東海盆），發生散焦的狀況。當通過隱沒板塊的地震波被散焦而改變前進方向，原方向上的地震測站收到的地震波能量就會因此降低。但散焦的地震波會在鄰近地區與其他地震波同時到達鄰近測站，造成周圍測站出現聚焦狀況*5。
當隱沒板塊年輕，板塊較薄時，通過板塊時發生散焦偏折的地震波較少，鄰近地區發生聚焦現象的範圍也較小。當隱沒板塊年老，板塊較厚時，地震波就容易被散焦折射到較遠的地區，使得更寬廣的地區會發生聚焦的現象*5。
研究結果顯示，花東海盆應該是個很年輕（20~50Ma）的板塊。
爭議的解方：（電腦簡報P13）
直接觀測花東海盆的方法都顯示，板塊的年齡大約不超過50Ma左右。而花東海盆可能很老的證據，卻有可能源自其他地質作用，不一定代表花東海盆的板塊年齡。*6
補充資料：
*0
研習活動錄影：https://goo.gl/BcNb4p
研習活動錄音：https://goo.gl/pXeXyP
我有在電腦簡報上增加一些說明用的符號，但頁碼與原始版本相同未做更動。
我修改過的電腦簡報：https://goo.gl/Th6876
原始版本的電腦簡報：https://goo.gl/LjwyZV
*1
郭教授在國內推動深海地震儀的研發與自製，為臺灣科學研究爭取進入世界競爭的門票。
科普一傳十「地球大災問」第八集「在海底聽地震」https://www.youtube.com/watch?v=O-HTHJQKR-o
*2
Kuo, B. Y., Chi, W. C., Lin, C. R., Chang, E. T. Y., Collins, J., & Liu, C. S. (2009). Two-station measurement of Rayleigh-wave phase velocities for the Huatung basin, the westernmost Philippine Sea, with OBS: implications for regional tectonics. Geophys. J. Int, 179, 1859-1869.（https://goo.gl/Hj1PSX）
*3
Nishimura, C. E., & Forsyth, D. W. (1988). Rayleigh wave phase velocities in the Pacific with implications for azimuthal anisotropy and lateral heterogeneities. Geophysical Journal International, 94(3), 479-501.
*4
C. M. R. Fowler (2005). Chap 7, Heat. The Solid Earth: An Introduction to Global Geophysics. Cambridge University Press. （https://goo.gl/LqHgZ3）
中文導讀：https://goo.gl/3cdPBb
（基礎地球科學下冊教師手冊，周漢強翻譯改寫，龍騰出版社編排製圖）
*5
手繪示意圖：https://goo.gl/rs26CE
上圖代表地震波經過的隱沒板塊較薄，經過板塊被散焦的地震波，與鄰近區域未被改變方向的地震波形成聚焦的現象。
下圖代表隱沒板塊較厚，地震波被散焦偏折較多，在鄰近區域形成較大範圍聚焦的現象。
手繪圖右方為北方，較符合臺灣東北方實際狀況，因此上方的曲線橫座標（距離）與電腦簡報P.12的座標方向相反。
*6
圖中左下角的論文，曾經在2017.04.22的研習活動中討論過，有興趣的老師可以參考。
活動相關資訊：https://goo.gl/1UVzZn
活動記錄：https://goo.gl/4Sv9GT