揭開地底危機│光纖監測替斷層把脈

台灣每年發生的地震,至少4萬多次。然而,地震何時發生,始終無法跟天氣一樣,可以做預報,甚至預警。2018年起,中研院地科所,結合全台專家及工程團隊,花兩年時間,在花蓮四八高地,啟動米崙斷層鑽井研究計畫,領先全球,把光纖深入地底700和500公尺,穿過斷層帶進行全面監測,還有地震研究,突破過去只能以「點」記錄地震波動。

東華大學自然資源與環境學系教授顏君毅:「理論上之前海水面,可能就是在這附近。」

學者實際探查,和內政部國土測繪中心發現一致,0403地震後,花蓮地表位移,竟然長高了!花蓮港區海平面與陸地,落差增加大約45公分。強震後,台灣地震科學中心首席科學家馬國鳳,率領團隊到花蓮進行觀測研究。台灣地震科學中心首席科學家馬國鳳:「最重要的儀器是在這一台,所以這一台是 剛剛看到,(地震)井B的訊號也都出現在裡面。」

2018年0206花蓮地震後,中研院、中央大學、東華大學等地震科學團隊超過40人,在「四八高地」進行光纖地震監測網,開鑿3口井,把光纖設備深入地底700和500公尺處,透過傳輸即時觀測斷層動態。台灣地震科學中心首席科學家馬國鳳:「把連續的時間記錄下來,甚至一秒有一千點的訊息,所以如果有任何風吹草動的話,或許我們有機會可以看到,但是也有可能沒看到,那沒看到也是一個重點是,地震本身到底有沒有前兆這件事情,也是一個很重要的科學問題。」

地震就像刺客,隨時等待時機伺機而動。米崙斷層北從七星潭,南到美崙山西南側,過去多次強震都誘發這條斷層錯動,透過深井鑽探深入地底,試著推斷層破裂過程。中央大學地球科學系教授郭力維:「鑽穿斷層之後,到了下盤 經過斷層之後,它又回到米崙礫岩了,所以它簡單來告訴你就是說,上下都是米崙礫岩,但是中間有一個米崙斷層,斷層有破得很厲害的,跟沒有破得很厲害的,這個就是破得很厲害,滑動 然後留下來的特徵,所以你會看到這裡有一些,這個很細的顆粒,然後這裡有黑色沉狀的泥。」

斷層就像產生地震的引擎,再藉由地底光纖回傳資料,找出疑似破裂帶,甚至相關地質證據,幫助科學家比對斷層實際位置。台灣地震科學中心首席科學家馬國鳳:「好激動,我直接就看到斷層帶,斷層帶為什麼我們會有信心,它是斷層帶,是因為剛剛,郭力維老師他們的岩心,很清楚地看到斷層帶,大概只有40公尺 20公尺的斷層。」

地下的石頭好比史官,述說著數十億年的故事。一管管岩芯堆疊整齊,都是珍貴研究材料。類似鑽探作業,從公部門、學界到民間工程單位,持續進行中。地調及礦管中心科長鄭文昕:「已經蒐集了將近,快30年的專案資料,目前已經蒐集7萬多孔的,這些鑽探資料,累積的總長度已經達到234萬公尺,那這些鑽探資料,分布在全台灣的各個縣市都有。」

替斷層把脈,想揭開地底的神祕面紗。雖然,當前沒有預測地震的方法,但科學界不斷透過各種觀測,作為地震前兆的研究證據,也期盼有天能做到地震預報。台灣東部地震研究中心主任張文彥:「這個全台灣設了600多個,700多個 700多個。」

P波警報器,地震最大震動來臨前5到8秒提出預警,由台大教授吳逸民研發。想要深入研究地震,政府在東華大學環境學院,建置了台灣東部地震研究中心、地震前兆觀測實驗園區、還有GPS連續觀測站。當前,台灣地震觀測不斷更新,超越過去的傳統設備,透過大數據整合,希望有效與時間賽跑,做出有效率的風險管控。

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