台東池上斷層研究——探索屬於「池上」的地震故事【獨立特派員】

台東池上鄉的池上斷層,是全世界位移速率很快的一條活動斷層,台灣地科界在這裡記錄到斷層潛移的觀測資料,累積相當豐富的科學數據。其中有位功不可沒的法籍地質學家安朔葉教授,從1981年開始每年到台灣進行研究,讓池上的活動斷層,成為國際地震研究的重點之一。另外中研院地科所在全台灣還有離島打造的30幾個寬頻地震站,除了與世界最大的地震資料中心進行資訊交換外,也在全球地震觀測上做出貢獻。

池上斷層屬於縱谷斷層的一部份,根據中央地調所的調查,全長約67公里。從過去100年來的地震記錄來看,跟池上斷層有關的地震,包括了1951年的花蓮地震、1972年的瑞穗地震、2003的成功地震、2006的卑南地震,以及2018年花蓮地震後的系列地震。

中研院地科所研究員李建成表示,最顯著、嚴重的一次,是於民國40年的花蓮大地震,而2個月後在玉里與池上,也分別接續發生芮氏規模7與6點多的地震,而規模比較小的就被稱作是池上斷層地震。

目前在短短2、3公里方圓內的池上地區,一共設有5個地震站。而光是斷層帶上就布有3個地震站。其中一個斷層線上的潛變儀,曾測量觀測到高達70%到80%的變形量,精確的幫助研究員掌握斷層移動情形。

由中研院所設置的地殼潛移精密測量儀。(圖/獨立特派員)

人性化設計 地震觀測站的規劃巧思

為了因應活動斷層不同的特性,地震觀測站的設計,也有著不同的巧思。如池上國中地震觀測站,採圓形空間設計,方便一個人下去操作,還有著可以放筆電的平台,讓維護人員更好作業。

中研院地球科學研究所研究助理牟鍾香介紹,池上國中地震站採用全包覆的架設方法,可以預防降雨時大量雨水滲入。每年維護時也須一同更換內置的乾燥劑,維持裡面機器可以在良好的狀況下運行。

而位於錦園村保安宮的地震觀測站,除了擺放寬頻地震儀,還設有一個傾斜儀。「寬頻地震儀主要為記錄當地地球訊號的能量,而傾斜儀則是記錄地表的傾斜方向。」牟鍾香說,由於每年台灣乾濕季轉換之時,地表皆會因為地下水變動而跟隨起伏,因此中研院藉由記錄兩種不同的訊號,探討斷層的活動特性。

採用圓形空間設計的池上國中地震站。(圖/獨立特派員)

斷層位移速率快 擠壓抬升痕跡明顯

位於池上斷層帶上的大坡國小,校內明顯可以看到受到斷層擠壓抬升,造成地表破壞的現象。池上鄉大坡國小校長林素慧表示,校內溜滑梯的水泥墩與擋土牆,皆有著很明顯的落差與抬升跡象,根據研究人員的測量,每一年約平均上升2到3公分,是十分珍貴的斷層移動證據。

而池上鄉民眾潘有營叔叔的住處余宅,因同樣位於斷層帶上方,也能同樣看出因斷層擠壓造成圍牆房屋傾斜變形、破裂的情形。「只要地震一搖晃,房子就會裂開,我們都有見證整個過程,」潘有營還說,現在當地的專業解說員,會將叔叔的住處當作教材,向前來遊玩的觀光客解釋緣由。

中研院地科所研究員李建成解釋,由於池上斷層屬於全世界板塊中,位移速率較快、潛移性質的斷層,因此相較於其他地區更容易觀測到位移痕跡。

位於大坡國小的池上斷層運動痕跡。(圖/獨立特派員)

池上斷層研究 「他」功不可沒

池上鄉的地牛故事館,是為了紀念法籍教授安朔葉對於台灣所付出的貢獻所設。而在故事館內,也珍藏著他每次來台灣進行田野調查時,所留下的手稿筆記影本。

中研院地科所研究員李建成告訴《獨立特派員》,其實現在的研究團隊,就是來自於法國安朔葉教授的個人發想。他認為自己要從地質眼光一探池上斷層的真面目,因此在差不多80年代末展開研究。

「安教授最後1、20年,很喜歡池上鄉。因此就在思考是不是可以在這裡,做一個紀念性的東西。」李建成說,安教授的手稿就像是一幅畫,自己希望能利用這些畫來展示教授於台灣各個角落的記錄,以及他對台灣這塊土地、人們之間的故事。

法籍教授安朔葉於台灣研究時影像。(圖/獨立特派員)

寬頻地震站 台灣地震研究的核心

台灣寬頻地震網玉里站,是中研院地科所2000年打造完成的設施。站內不僅設計了3道大門,地震儀也設置於山壁裡頭。中研院地球科學研究所研究助理紀宗志解釋,因為寬頻地震站須建立於岩盤上面,不能選在沖積層上,因此需要尋找安靜、沒有人煙,且又有網路及道路可到的地方,要找到合適地點十分不容易。

中研院地球科學研究所研究技師梁文宗也補充,向山壁內挖掘是為了盡量避開人為干擾。以玉里站收到的訊號來說,即時訊號大概與現場差距於4秒以內。目前島內寬頻地震觀測網的測站位置大多位於山區,最遠的測站甚至到南沙群島,西部的話則有延伸至馬祖、金門與烏坵。

目前全台與離島,共設有30多部寬頻地震站,它們既是永久站,也是中研院研究地震的骨幹。站與站之間距離大約30公里。其中有7個站點,跟全世界最大的地震中心進行資訊交換。梁文宗表示,透過資訊交換,台灣能很輕易的拿到全世界幾千部地震儀的資料,十分有助於研究與分析。

(※ 李瓊月 袁宏書/採訪報導)

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