臺東強震成因?臺灣紀錄僅半世紀 專家曝「很大的地震恐都未知」

高寮大橋斷橋。(圖/記者黃彥傑翻攝)

記者許力方臺北報導

臺東17小時連續大地震關山6.4強震後,餘震不斷,接着又發生池上6.8強震,輿論對於震源原因有不同看法,中央氣象局研判,這次地震相當「罕見」,主因是受中央山脈斷層影響中央研究地球科學研究所副研究員黃信樺透過臺灣科技媒體中心表示,臺灣的現代地震網觀測約只有50年左右,對於很大的地震可能都還沒紀錄到過,難以定義正常能量釋放。

Q1:關於「地震成因」,是中央山脈斷層、池上斷層、海岸山脈與花東縱谷的影響?

黃信樺認爲,花東縱谷最主要有2個斷層系統,一是斷層面向東傾的縱谷斷層,其按地理位置區域特性分爲數段,在南邊的池上鄉爲池上段,又稱作池上斷層。此條縱谷斷層因出露到地表痕跡明顯,位於縱谷東側沿線,是中央地質調查所在縱谷地區公佈的主要活動斷層。

另一條則是位於縱谷西側、斷層面向西傾的中央山脈斷層。但由於此條斷層沒有明確的地表出露證據,僅在部分地形與地震研究上有些蛛絲馬跡,未列於已知的活動斷層中。這次917關山與918池上地震,截至目前爲止初步的餘震分佈看起來多數呈向西傾斜分佈,暗示與西傾的中央山脈斷層的關聯性更高。

花蓮災情慘重。(圖/記者林振民攝)

事實上,雖然中央山脈斷層的存在,因爲缺乏地表證據而難以定論,但在地震活動上是有跡可循的,例如2006年的臺東地震、2013年的鳳林地震,與近期2019年的秀林地震序列,分別位在縱谷南緣、中段與北段,皆清楚呈現向西傾的餘震分佈,以及相似的斷層運動方式(同時帶有逆衝與平移的分量)。

這些資料特性有別於我們已知的東傾的縱谷斷層構造,暗示着另一條西傾盲斷層系統的存在。近日的關山與池上地震,便是發生在臺東地震與鳳林地震的連線上,餘震活動也漸次往北延伸到玉里一帶鳳林地震的南邊、過去還沒有破裂(沒有顯著地震活動)的地方。似乎顯示這些地震可能是中央山脈斷層(或者說西傾的斷層系統)不同分段分次破裂的結果。但仍有待後續不同面向更深入的研究驗證。

Q2:主震前發生70多次的前震是罕見的現象,前震的原因?

一個地震序列的組成包括前震、主震和餘震。只是相較於餘震,前震通常在數量以及規模上都小得多。基於這樣的觀點,這次多達70多次且規模偏大的前震活動確實不常見。但這次的前震活動也可以說是包含了09月17日關山地震序列的餘震活動,只是因爲隔天更大的池上地震發生而被定義成爲前震。如果我們將這兩個地震當作不同的兩個地震序列來看的話,就不會有異常的前震活動一說了。

這就像2018年02月06日花蓮地震的例子,當時02月04日花蓮外海地震發生時,大家認爲這是一個地震序列,後來在02月06日發生更大的花蓮地震後,02月04日到02月06日這兩天的地震活動就更新定義爲前震,因而也變成罕見地數量多又大的前震活動。

由於前震、主震、餘震的定義是相對且軟性的,若將2018年的花蓮地震和這次的池上地震的異常前震活動,視爲是發生在很近時間點的前一個地震序列來看的話,那麼短時間內連續發生的兩個中大型地震序列,可能也暗示着該區有較複雜的多斷層系統相互觸發影響,或者不同斷層分段間的連動行爲。

▲中央氣象局地震中心主任陳國昌:3天震163次「密集地震期」近尾聲。(圖/記者許靖騏攝)

Q3:地震規模超過正常能量釋放的30倍,不屬於正常能量釋放?

所謂正常與不正常能量的釋放,通常是基於過去數十年地震觀測的長期統計結果而論。例如,如果過去長時間以來某區的地震是每年發生一次芮氏規模5的地震,突然在今天發生一個規模6以上的地震,那麼就會被稱爲不正常能量釋放。而且釋放的能量超過正常能量的30倍(芮氏規模差1級釋放的能量差32倍)。

反之,如果有一區的長期資料顯示每年會發生一次的芮氏規模6的地震,今天突然發生一個規模6的地震(而且是今年之前都還沒發生),則爲正常能量釋放。

不過值得注意的是,當我們在討論越大的地震時,斷層的再現週期也越長(即地震後重新累積應力到再次破裂所需的時間)。例如一個規模7以上的地震的再現週期可能就超過百年。而臺灣的現代地震網觀測約從1970年代開始,至今只有50年左右,對於很大的地震(超過50年才破一次的斷層)可能都還沒有紀錄到過。當我們用50年的觀測資料當作長期標準,來討論一個突發的地震是不是「正常」時,必須知道這是一個我們現在能做到做好的參考值,而不是一個絕對的答案

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