403地震│科學家們如何做調查?觀察到哪些值得注意的現象?

採訪 林書帆 張岱屏
撰稿 林書帆
攝影 陳添寶 戴嘉宏
剪輯 陳添寶

4月3日上午七點五十八分,花蓮壽豐外海發生芮氏規模7.2的地震,導致花蓮至少兩百多棟建築受損,其中一棟透天厝,一樓整個被壓垮,市區的天王星大樓則是嚴重傾斜,在震後第五天開始拆除。在善後工作進行的同時,科學家們也展開調查。

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研究人員找尋點位埋設偵測儀器

學者未發現米崙斷層錯動痕跡,認為須關注其他孕震構造致災可能

當一定規模的地震發生時,斷層活動可能造成地表破裂、隆起,這些痕跡有助於更精確判斷斷層的位置與走向、分析致災原因,因此是東華大學自然資源與環境學系教授顏君毅在大地震發生後的調查重點。

東華大學自然資源與環境學系教授顏君毅在403地震發生後,也趕赴現場查看,分析斷層活動。

天王星大樓鄰近米崙斷層,2018年206地震時,從花蓮市一帶直到七星潭海邊,都能看到這條斷層活動產生的地表破裂痕跡,然而4月3日當天,顏君毅重回2018年的調查地點,卻發現這些區域的地表,這次都完好如初。不過他從花蓮港潮位站的資料發現一個異常現象:地震後的相對海水面高度,與震前相比低了大約三十公分,推測可能是地震的力量,把整個花蓮市抬高了。

4月9日,內政部國土測繪中心也證實,位於花蓮的衛星定位基準站,在震後抬升了約45公分。

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位於花蓮的衛星定位基準站,在震後抬升了約45公分。資料來源/內政部國土測繪中心

中央氣象署說明,403地震與菲律賓海板塊持續向西隱沒有關,不過震央附近除了琉球隱沒帶,還有中央山脈斷層與縱谷斷層,這次地震到底是由哪一個構造引發,一時還難以判斷。

顏君毅表示,這個狀況顯示許多科學議題還有待了解:「那從致災性這個角度來看的話,以後在考慮花蓮地震災害時,我們就不能再只考慮米崙斷層系統。」

密集地震網捕捉餘震,期望釐清地震成因

如果地表上看不出明顯的跡象,還有什麼方法能著手調查呢?台灣師範大學地球科學系系主任陳卉瑄說明,餘震的行為能夠幫助我們做更精準的分辨:「所以未來幾天如果有更多的餘震,或許就能釐清到底哪一個斷層系統是可能的孕震構造。」

台灣師範大學地球科學系系主任陳卉瑄認為透過更多餘震分析,就更能釐清與哪個斷層系統有關。

地震發生後一週,中央氣象署已經紀錄到超過八百次餘震,但因固定測站的數量有限,實際發生的餘震,可能多達數倍。台灣大學構造地震研究室的成員在大地震發生時,就會立即前往震央附近的區域,根據已經發生的較大餘震,推測地震後續可能發生的範圍,佈設臨時地震站,組成「密集地震網」來捕捉餘震。

403地震的餘震,分布於震央壽豐外海至和平之間。資料來源/台灣大學構造地震研究室

2022年,花蓮、台東發生918地震時,研究團隊發現地底分別有一個往西傾斜、往東傾斜的餘震群,藉此推測出918地震的起因,可能是中央山脈斷層的活動,並且觸發了花東縱谷的池上斷層。不過這次地震的餘震分布,還看不出明顯的跡象。台灣大學構造地震研究室博士後研究員管卓康表示,現階段還需要收集、分析更多餘震資料,才可能看出端倪。

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918地震時科學家觀察到的餘震分布。資料來源/台灣大學構造地震研究室,經「我們的島」後製

持續進行科學研究,精進防災預警

403地震的最大震度6強,出現在花蓮和平,但台北、新北等八個縣市,震度都達到5弱以上,不過因為部分地區的「預估震度」未達4級,導致不少民眾沒有收到警報。中央氣象署表示,目前正在跟學術單位合作,研發AI技術,提升地震速報的精準度。

地震測報中心主任吳健富說明:「因為台灣地區北部、南部、東部、西部的地震特性及可能的成因,都不盡相同,因此AI還要經過一段時間的訓練,才能趨於穩定。」

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台灣大學構造地震研究室博士後研究員管卓康說明需要透過更多的儀器收集資料,才能建立更精準的預警機制。

管卓康表示,密集地震網收集的資料,除了釐清地震成因,也可以回饋給AI訓練,有助於在偵測到地震P波後的短短零點幾秒中,更準確地預估各地可能的最大震度。

陳卉瑄提醒,琉球隱沒帶有潛力引發規模八以上的地震,這次地震的震央附近,1920年就曾發生過這樣的歷史地震:「所以我們應該要更小心,為下一次的地震做好準備。」
 

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