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天搖地動後,用「衛星定位」算出地球的秘密

地震,是地球上最難以預期與防範的災害之一,突如其來的天搖地動,不僅造成天崩地裂、家毀人亡,更可能引發海嘯、土石流的侵襲和核電廠事故。隨著衛星定位技術的發展,中研院許雅儒研究員讓地體動力學、地殼運動的研究越來越精準,為地震頻繁的臺灣多一份學術的力量和未來的保障。
 
 
岩石的變形也有分脆不脆?

地球的岩石圈由不同的板塊組成,岩石圈漂浮在軟流圈上,海洋板塊在中洋脊生成,向兩側不斷移動,老的海洋板塊被推擠到大陸邊緣,因為老板塊溫度冷、密度較大,沿著海溝慢慢下沉隱沒到地函中。在板塊隱沒的過程中,會和上覆板塊會發生摩擦,因而引發板塊界面的大地震。

因為隱沒帶板塊幾何的關係,大地震震源一般為淺層逆衝型地震。板塊在地殼淺層之溫壓條件下,岩石以脆性變形為主,由於斷層界面摩擦作用,斷層淺部多半為鎖住的狀態,能量在此累積;在地殼深部岩石轉為塑性變形,斷層滑移以無震滑移為主。當脆性變形帶累積的應力到達臨界時就會產生大地震,釋放長久以來累積之能量。

地震的間接災害有哪些?

隱沒帶地震,除了會激發地震波造成強烈的地動,若地震在近海床處發生破裂,造成海床錯移,將會引發海嘯,災害可以傳播到千里以外的地方。

例如2004年印尼蘇門答臘外海芮氏規模 9.2地震和2011年日本331芮氏規模 9.0大地震,二者皆產生海嘯並造成嚴重的人員傷亡及財產損失。

地震也有可能引發海嘯,造成嚴重的人員傷亡與經濟損失。(圖/Pixabay)
▲地震也有可能引發海嘯,造成嚴重的人員傷亡與經濟損失。(圖/Pixabay)
 
另外,伴隨地震造成的災害事件,例如2008年中國汶川芮氏規模7.9地震過後發生的山崩土石流及堰塞湖潰堤,及2011年日本地震後的核能電廠事故,更可能造成嚴重的二次傷害。

地震研究的新利器!全球衛星導航系統

台灣位於環太平洋地震帶的西緣,板塊聚合速率大約每年8.5公分,由於聚合速率高,再加上鄰近隱沒帶在過去歷史上少有芮氏規模大於8的地震,必須特別注意潛在可能發生大地震的危害。

近年快速發展的全球衛星導航系統(GNSS),已成為地殼變形與地體動力學研究的利器。在不同地點同時接收GNSS衛星發出的電碼與載波相位訊號,可精確定出地面各測點的相對位置;根據歷年的多次重複觀測資料,可以精確地估算地殼運動速度場,進一步根據這些資訊建構物理模型,估算斷層位置、滑移速率、發生大地震的潛能和可能的最大地震規模。

地震發生時,利用地表同震及震後位移資料可逆推發震斷層破裂分佈,獲知斷層滑移之時空分佈、地殼應變累積與能量釋放過程、及震源斷層之力學性質。

地震災害帶來的傷痛難以抹滅,應用新技術來分析地表變形,有望為地球科學帶來更進一步的研究成果。(圖/Pixabay)
▲地震災害帶來的傷痛難以抹滅,應用新技術來分析地表變形,有望為地球科學帶來更進一步的研究成果。(圖/Pixabay)
 
地震預測行不行?

目前地震預測是一個難度相當大的問題,因為大地震的重複周期可能高達數百至數千年,而人類對於地震的觀測也不過是近百年來的事情,要從有限的觀測去推敲地震斷層滑移千年尺度的行為,將存在很大的不確定性。

雖然預測地震發生時間難度很高,但現今利用地球物理及地質資料對可能產生大地震的區域已有較好的約制,相信在今後科學家的努力之下,地震預警不再是遙不可及的夢想。
 
來源:
  • 原標題:隱沒帶大地震與海嘯
  • 中研院授權國網中心「知識大講堂」
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