探索海床地層結構的利器：長支距多頻道震測系統
在台南安平港，台灣最大的海洋研究船「勵進」，正在為下一場任務準備。這次裝載上船的器材，是「長支距多頻道震測系統」，它體積非常龐大，要出動好幾台吊車，安裝完成後，幾乎占滿整個後甲板。
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▼國研院海洋中心製作動畫，說明長支距多頻道震測系統的運作方式。 |
震測系統的原理，是藉由空氣鎗製造人工震源，震源引發的聲波抵達海床地層後，會反射回來，由受波器浮纜接收，分析反射波的波形，就可以大致掌握地層內部的結構。
這項技術，可以運用在能源探勘，例如尋找蘊藏在地層中的天然氣水合物；或是用來確認離岸風機的設置場址，地質是否穩固。此外，對於地震頻繁的台灣來說，震測系統也是調查海底斷層的利器。(延伸閱讀：勵進出任務｜到深海尋找地球生命的起源)
0403地震突顯海域斷層調查的重要性
2024年，花蓮發生0403地震，氣象署的速報，原本將震央定位於東部海域(壽豐鄉外海)，後續修正為海陸交界，與原先的位置相差十幾公里，而且地震究竟是哪條斷層引發，目前也還沒有定論，突顯出海域以及海陸交界斷層研究的重要性。國家實驗研究院海洋中心，因此規劃東部斷層海陸聯合探測計畫，希望補足這塊拼圖。(延伸閱讀：《追蹤斷層帶》之三：海域調查的挑戰)
台大地質系教授郭陳澔的研究團隊，在近年幾次規模六以上的大地震發生時，都會出動設置臨時性地震觀測網捕捉餘震，藉此探索地底的孕震構造，具有豐富的陸上追震經驗，這次他首度搭乘勵進研究船出海，希望觀摩海上調查如何進行。(延伸閱讀：【科學研究篇】探尋918地震｜解讀斷層傳來的訊息)
面對變化莫測的海況，科學研究只能看老天臉色
東部海域水深比西部深，儀器必須能夠耐受強大的水壓；當船隻遇上黑潮強勁的水流，抵達作業地點的時間往往會延遲；再加上近年因為氣候異常，天氣相對平穩的時間越來越難預測，這些因素都是科學研究的挑戰。
像震測系統這種大型拖曳式設備，為了確保人員操作安全、避免儀器損壞，需要確認海況有一定的平穩程度，風力標準是四級風以下，才能佈放。原本研究團隊已經挑了東北季風理應減弱、也不太會有颱風的三月底出海，沒想到抵達預定作業的台東成功外海時，風力高達七級，而且毫無減緩的跡象，領隊鄧家明博士只好決定放棄作業。
勵進研究船在繞過巴士海峽、經由西南海域返回安平港途中，風浪似乎稍稍平穩，為了不浪費難得的出海機會，郭陳澔與幾位研究人員討論出一個實驗性做法：只佈放空氣鎗來施放震源，看看陸地上的地震站是否能收到訊號。
領隊鄧家明解釋，震測系統的受波器浮纜至少長達兩公里，佈放與回收都更花時間，如果只放空氣鎗，作業容許範圍就比較大一點。如果陸上地震站能收到訊號，就可以進一步分析，這個區域從海到陸之間的地底構造。
看似平淡、實則需要密切合作的海上科研作業
在海上佈放設備儀器，不像陸地上是穩定的環境。一個小小的湧浪，在後甲板就可能造成一、兩公尺的上下起伏，因此震測系統在佈放及回收時，風險最高，萬一遇上惡劣的海況，甚至可能要拖著設備到相對平穩的海域再回收。
震測持續大約23小時後，由於風浪可能再度增強，領隊決定提前結束作業。團隊成員小心翼翼、一點一點將掛在浮筒下的八支空氣鎗慢慢拉回來，過程看似平淡，實際上需要現場人員跟駕駛台的密切配合。
鄧家明解釋，對拖曳式設備來說，船帶動的水速就是它的拉力，如果拉力不夠，設備可能會亂漂，整串空氣鎗可能撞到船底下，但在浮筒離開水面，即將被拉上船的那一刻，船速就必須減慢。過程中探測長邱朝聰會不斷在腦中模擬海流的流速、流向，通知駕駛台提高或放緩船速。
東部斷層海陸聯測計畫啟動，為台灣累積更多防災基礎資料
設備最後順利回收，不過可惜後續郭陳澔分析資料時，發現結果不如預期。他推測：「可能因為（西南海域）這邊屬於軟弱的泥層比較多，空氣鎗（震波）下去之後，其實傳播不遠，所以陸上測站收不太到。」
郭陳澔對此並未感到氣餒，他表示，野外研究工作本來就不見得都能符合原先的想像。好消息是，他在檢視勵進研究船2024年東部海域的震測資料時，發現確實有陸上地震站收到空氣鎗的震源訊號，代表這個做法至少在東部海域可行。
近十年來，東部發生多起規模六以上的災害性地震，它們的成因，通常被認為是地表斷層的活動，但有學者認為，這些斷層可能是受到地底更深處的構造所推動，如果無法掌握更精確的地底構造，對於地震危害潛勢的評估，可能產生落差。
郭陳澔舉例，鄰近花蓮市人口密集區的嶺頂斷層與米崙斷層，出海之後走向如何、延伸到哪個深度，目前的了解極為有限。東部海陸斷層聯測計畫，預計會優先探索這個區域。郭陳澔表示，過去在地震研究上，往往是陸域、海域各做各的調查，像這種整合性的計畫絕對有其必要。
對於台灣地質的奧秘、致災的風險，我們還有許多未知。即便挑戰重重，科學家們仍期待再次回到海上，持續為台灣累積寶貴的基礎資料。
編輯/林彤恩、林燕如
