《追蹤斷層帶》之二:如何評估斷層活動週期 | 環境資訊中心
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《追蹤斷層帶》之二:如何評估斷層活動週期

2024年11月29日
公視記者 林書帆 戴嘉宏 顏子惟

今年發生在花蓮的403地震,讓許多人回想起25年前,921地震帶來的巨大衝擊,大家都想知道,全台30多條已知的活動斷層,何時會引發下一場大震。雖然地震仍無法預測,但1/4世紀以來,科學家持續透過各種方式,來評估斷層的活動週期,他們是如何進行,又有哪些發現呢?

車籠埔斷層槽溝中的古地震紀錄

921之後,地質學家陳文山等人在車籠埔斷層沿線,開挖了二十幾個槽溝,尋找古地震在地層中留下的痕跡。照片提供/經濟部地礦中心

引發921地震的車籠埔斷層,可能是全台被研究得最詳細的活動斷層,921之後,地質學家陳文山等人在斷層沿線,開挖了20幾個槽溝,目的是尋找古地震在地層中留下的痕跡,來推測車籠埔斷層大約多久會活動一次。位於南投的竹山槽溝,因為保留了最多古地震紀錄,因此成為斷層保存園區。

從槽溝開挖結果得知,車籠埔斷層在過去3000年間,至少發生過七次古地震,科學家推測它下次發生大地震的時間,大約是西元2340年,正負誤差95年。槽溝開挖雖然能夠提供許多重要資訊,不過費用高昂,也不一定能找到合適地點,因此科學家會透過其他方法,來評估斷層的活動潛勢。負責執行這方面工作的,是經濟部地質調查及礦業管理中心的「斷層觀測科」。

科學家從槽溝開挖結果得知,車籠埔斷層在過去3000年間,至少發生過七次古地震。

斷層活動潛勢圖評估大地震發生機率

觀察地表變形的跡象,也是科學家了解斷層活動的依據。

科長陳建良說明:「要了解斷層的活動性,需要地震資料、地質資料、地震機率模型、地表變形的模型。地表變形的模型,就是用地表變形去模擬它地下的形貌,去反推地表下斷層的滑移速率,這樣我們就可以計算它的地震週期。」

經濟部公布的斷層活動潛勢圖顯示,台灣東部、南部因造山運動活躍,地表變形的速率最快,但變形量小的區域,不一定比較安全。以彰化斷層為例,未來50年發生規模6.5以上地震的機率,就超過30%。

地礦中心科長陳建良表示,目前世界上還無法得知,斷層下一次準確的活動時間,只能用有限的時間去推斷它的發生機率。

陳建良解釋:「如果地表變形量很小,代表它下面的斷層可能是鎖定狀態,那鎖定的話,就會變成在累積能量,如果是像西南部地區慢慢動,它就會反映在地表變形上面,所以它累積的能量就會相對比較少。」

那如果一條斷層一直在緩慢地移動,是不是表示發生大地震的機率較低?事實上並不盡然。位於台東的池上斷層,是一條世界知名的潛移斷層,以每年至少3公分的位移量穩定活動,但它未來50年發生規模6.5以上地震的機率,仍高達45%。

從921地震後就投入活動斷層調查的地質技師顏一勤補充,每一條斷層的特性都不相同,「譬如說池上斷層,真的完全是潛移的嗎?還是其實有部分是鎖定的?我們需要藉由更多觀測資料來解答。」

活動斷層觀測是防災重要基礎資料

經濟部地質調查及礦業管理中心,在全台設置了八十多個GPS連續追蹤站,觀測斷層的位移變化。

隨著科技進展及調查資料的累積,我們對斷層活動性的了解也不斷更新。地礦中心科長劉彥求舉例,位於高雄的旗山斷層,原本被視為存疑性斷層,後來地質學者陳文山的鑽探結果,證實它在過去1萬年內曾有活動紀錄,因此改列為第一類活動斷層。

位於車籠埔斷層東側的大茅埔—雙冬斷層,原本也被認為是不太會活動的斷層,不過今年地質學者顏君毅透過雷達遙測資料,觀察到斷層沿線有地表變形的跡象,同時在斷層線上的人工結構物,也發現與斷層走向一致的裂痕。如果累積更多類似的證據,有可能推翻這條斷層不太會動的假設嗎?

地質學家顏君毅等人調查位於車籠埔斷層東側的大茅埔-雙冬斷層,在斷層沿線找到一些與斷層走向一致的裂痕。

顏君毅強調,僅僅兩天的調查,還不足以下結論,「如果說這些現象,我們在好幾個地方都有看到,再配合遙測的資料慢慢疊加,那對資料的信心就可能會高到一個程度。接下來才是設想,這代表可能發生什麼樣的災害?會是大地震或是斷層蠕動?那是後續的事情。」

活動斷層的觀測看似枯燥,卻是重要的基礎資料。許多斷層的活動週期長達數百年,受限於觀測時間長度等因素,斷層活動潛勢圖所評估的地震發生機率,仍有不確定性,機率較低的斷層,也不代表不會先發生地震。這些分析結果可以做為防災與國土規劃的重要參考,但對一般民眾而言,必須認知到台灣就是個地震頻繁的島嶼,無論生活在何處,都得做好充分的準備,才能平安度過下一場大震。

※本文轉載自 公視《我們的島》節目—【《追蹤斷層帶》之二:如何評估斷層活動週期