臺灣東部斷層深部滑移行為以及週期性
111年05月10日
【本篇報導由地球科學系 陳耀傑博士生研究團隊提供】 臺灣位於環太平洋火山地震帶上，且具有相對複雜之斷層系統，對斷層進行持續監測是臺灣地震學家首要的工作之一，而利用重複地震推估深部滑移速率，便可以直接對斷層深部進行監測。利用 2000 至 2011 年底間的地震目錄，研究團隊建立了全臺灣規模二以上的重複地震目錄，並針對東部地區進行深部滑移速率的分析，發現花蓮以及台東區域的重複地震對應到不同的斷層系統。利用其規模以及復發週期推算深部滑移速率後，更是發現花蓮區域之重複地震週期性穩定，且不受規模六以上之地震影響；而池上區域之週期性較不穩定，在規模六以上地震後呈現明顯的加速行為，其週期性在 2003 年規模 6.4 的成功地震後，由約 1.1 年的週期變為約 0.5 年。 重複地震序列（Repeating earthquake sequence）為一群發生在斷層上近乎相同位置的地震群，其具有相似的震源機制以及地震規模，其可重複累積應力後重複發生的特性，常常被用來作為斷層深部監測以及傳播介質變化監測的工具。在世界各地的研究中，逆斷層的重複地震較少被記錄且研究，而臺灣位於地震好發帶，島上大多為逆斷層，因此在臺灣建立重複地震目錄，可幫助我們對於逆斷層上重複地震的行為有更多的了解。因為重複地震序列具有相近的震源以及震源機制，在同一測站觀測時，可發現極為相似的波形（如圖一所示），而利用此特性，便可以建立重複地震資料庫以及目錄，因此本研究利用氣象局 2000 年至 2011 年底規模二以上之地震目錄，以波形相似度為基礎，建立全臺灣規模二以上之重複地震目錄，在繪製其分佈圖後，發現其主要集中於東臺灣，並沿著縱谷斷層以及中央山脈斷層分佈（如圖二所示）。 圖一：重複地震波形示意圖。 圖二：全臺灣之重複地震分佈圖及東部區域放大圖。 根據其集中狀況，研究團隊又將重複地震分為池上以及花蓮區域：池上區域的重複地震集中在向東傾的池上斷層；而花蓮區域可再分為花蓮東側及西側，西側主要分佈在中央山脈斷層，東部則呈現群狀（cluster）分佈。研究團隊利用重複地震序列之規模以及復發週期（recurrence interval），搭配池上以及花蓮不同地表變形速率，推算出不同區域斷層之深部滑移速率。結果發現花蓮之滑移速率較為穩定，西側以及東側分別約為 4.3 以及 3.5 公分每年；而池上約為 3.7 公分每年，且明顯受到 2003 年底以及 2006 年之地震加速。為了解其滑移速率之短期變化，研究團隊更使用移動視窗平均計算其短期滑移速率，結果發現花蓮及池上區域之短期滑移速率皆呈現週期性之變化，花蓮西側區域滑移速率週期穩定約為一年左右，且不受周圍規模六以上之地震影響；而池上區域在 2003 年規模 6.4 成功地震前後行為不同，在主震前期週期約為 1.1 年，而主震後變為 0.5 年，且滑移速率明顯提升（如圖三所示）。 圖三：池上以及花蓮之短期滑移速率變化及週期性分析。 本研究所計算之深部滑移速率除了提供可以和地表變形速率比較之可能性，亦發現其週期性和前人研究之長微震（tremor）以及地下水位等週期性觀測具有相似行為，雖然於此研究中尚未釐清其彼此的關聯性，但提供了往後研究的資料以及目錄，亦讓我們對於斷層的行為有更近一步的了解。 原文出處：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2019JB018561