今年4月3日,花蓮發生芮氏規模7.2的強震,震央位於花蓮縣壽豐鄉的海陸交界,當時恰好出海船隻,目擊海岸山脈發生大面積崩塌,有學者發現花蓮潮位站的潮位高度,在地震發生後異常下降。
後續,國土測繪中心證實,位於花蓮的衛星定位基準站,震後抬升了約45公分,花蓮港原本位於水線之下的牡蠣與藤壺,因為地殼抬升露出水面,船隻也必須等待漲潮才能進出,否則可能會擱淺。
令研究人員意外的是,地震造成如此驚人的地形變化,鄰近震央的嶺頂斷層及米崙斷層,卻沒有出現地表破裂的跡象,表示403地震發生的主因,可能與這兩條斷層關係不大。部分學者懷疑,這次地震可能跟海域中的斷層有關。
東部海域地質構造複雜,因此地震頻繁
東部海域地質構造本就相當複雜,中央大學地球科學系特聘教授許樹坤說明,這是因為菲律賓海板塊北側在此處隱沒到歐亞板塊之下,形成琉球隱沒帶,但往南一點就開始轉變為碰撞帶:「它在這邊一邊想要隱沒,一邊想要碰撞,所以在這個過渡的地方會特別複雜。基本上地震大概都是發生在地層破裂或板塊交界面上,如果我們能收集很多小地震,就可以把破裂面到底在哪裡,弄得比較清楚。」
然而,想要摸清海域中的地震活動,與陸地上相比困難很多。台灣自2009年開始,就有學術單位投入研發海底地震儀,或採用國外製造的海底地震儀來做研究。2015年,為了釐清南澳海盆中的「南澳群震帶」為何會頻繁發生規模5以上的地震,許樹坤團隊就曾在宜蘭南澳外海投放地震儀,資料分析結果發現,此處恰好位於兩個斷層帶之間,因此會產生更多的正向力,進而使摩擦力增加,讓地震發生的規模更大也更多。
許樹坤解釋,大地震發生後,通常會伴隨許多餘震,是做研究的最佳時機,「基本上規模6以上的地震,又是我們以前沒有研究過的地方,我們就會考慮去放海底地震儀。」
中央大學研究團隊 於403地震後投放海底地震儀
403地震後隔天,中央大學環境研究中心的成員就出發前往花蓮外海,投放六顆海底地震儀。研究人員梁進維說明,他們主要是參考中央氣象署第一時間公布的震央,以及餘震分布來決定投放點位。這些海底地震儀與陸地上的測站,恰好形成一個包圍網,要把這個區域未來幾個月內發生的餘震,一網打盡。
海底地震儀投放入海時,會跟一個鐵塊連結在一起,確保它沉入海底,研究人員要回收儀器時,會搭船回到投放點,發射地震儀專屬音頻,地震儀接收到後會燒斷它的保險絲,讓裝著儀器的浮球與鐵塊脫離、浮上海面。
可惜的是,今年8月中研究團隊出海回收地震儀時,六個儀器卻因為不明原因,全都沒有浮上來,已經執行多次類似任務的研究團隊,也是第一次遇到這種情況。
這批法國製的地震儀全都是第一次下水,梁進維推測,可能是儀器本身有問題:「我們剛收到儀器時,也有在實驗室裡操作過,但海底的溫度、水壓都跟陸地上完全不一樣,我們也只能盡可能在陸地上熟悉操作,但無法預料儀器在海底會遭遇到什麼情況。」
海域調查挑戰性高,卻是防災不可或缺的一塊拼圖
海域地質調查,原本就有極高的變數與不確定性。許樹坤回想「我們還有一次遇到整台調查儀器,被廢棄漁網勾住拉不起來,我如果不放棄它,可能會影響到船的安全,最後只好把鋼纜割斷。如果因為這樣就沮喪,那恐怕這個研究也做不下去了。不過這次資料沒收回來還是很可惜,因為這機會真的很難得。」
台灣有將近七成芮氏規模6以上的地震,發生在東部海域,也有不少斷層從陸地延伸入海,突顯海域地震研究是防災上不可或缺的一塊拼圖。身為地震之島的子民,只能持續累積調查資料、克服各種研究上的困難,才能與震共存。
※本文轉載自 公視《我們的島》節目—【《追蹤斷層帶》之三:海域調查的挑戰】