慢地震

每當地震發生的時候,不管是那種天搖地動地搖晃,還是那種若有似無地震動,總是會在幾秒鐘到幾十秒鐘之內結束。但是有一種地震,震動的幅度小到只有靈敏的儀器可以測量得到,卻會持續好幾個小時甚至好幾星期的時間,這就是所謂的慢地震。

對,這種地震正常人感覺不到,大家先不用擔心。

地震的觀測,是依靠非常靈敏的儀器,這些儀器可以記錄到距離數萬公里,遠在地球另一面所發生的地震。但這些儀器在沒有大地震發生的期間,依舊記錄到一些微小的地表震動。科學家們觀察這些震動的特徵和規律,發現它們和地震的特徵是一致的。如果我們把某些長達好幾個星期持續震動的記錄加以計算,這種地震所釋放的能量可以高達相當於規模7的地震,大約是921地震(規模7.3)所釋放能量的三分之一,相當驚人。

臺灣的慢地震主要發生在中央山脈南段的屏東與高雄交界地帶(圖一地圖上那些藍色、綠色和紫色的小點),深度大約是在15公里到50公里的範圍(圖二剖面圖上面有顏色的小點)。這裡過去是屬於「沒有地震」發生的區域,因為如果沒有板塊的隱沒作用,地震通常就不會發生在這麼深的地方。所以這些慢地震的發現,不僅是告訴我們有一種「不一樣」的地震正在發生,也引起科學家對於地震發生區域(孕震帶)和形成這些慢地震的成因感到好奇。

圖一
圖二

根據臺灣師範大學地球科學系陳卉瑄教授研究團隊的研究發現,世界各國普遍認為潮汐是影響慢地震發生的最主要因素,這個因素在臺灣同樣存在。但是臺灣慢地震的週期性不是只有和潮汐有關,還有一年的週期變化。這個一年的週期可以對應到氣壓較低、海邊的水位較高(潮位較高)、降雨較低、以及地下水位較低的期間,慢地震的活動會比較明顯(圖三)。換句話說,臺灣慢地震的發生不僅會受到潮汐的影響,還會受到氣候及降雨的影響,這是目前全世界少見的研究發現。

圖三

陳卉瑄教授同時計算了地下水位變化對地底下岩層受力狀況的改變,搭配臺灣山脈南段地底下這個區域的地質與地球物理特徵,確實具備引發慢地震的條件,也支持他們的研究結果。

慢地震所釋放的能量雖然驚人,但是如果把921的地震能量分散在一週的時間釋放,我們可以感受到的震動大概就只有一萬分之一,其實根本也感受不到。換個角度來看,如果臺灣地底下累積能量的速度是一定的,能夠讓這些能量以不著痕跡的慢地震來釋放,絕對比突然來一個驚天動地的快地震要好得多。

希望這則報導可以讓大家不要在疫情緊張的期間產生更多焦慮。

資料來源:
Chen, K. H., Tai, H.J., S. Ide, T. Bryne, C. W. Johnson (2018), Tidal modulation and tectonic implication of non-volcanic tremors in Taiwan, J. Geophys. Res., 123, 5945-5964, doi:10.1029/2018JB015663.
陳卉瑄教授個人臉書

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