自製準寬頻海底地震儀 有助獲取5千米深海床資訊

新網記者歸鴻亭台北特稿
2014/9/30 下午 05:05:43 / 天文地理

　台灣位於板塊碰撞的交界，地震頻傳，大多數地震都發生在陸地以外海域，相對於設在陸地上的地震測站，海底地震儀能更直接而有效地收集海底地震的資料，不但能幫助科學家進一步了解台灣周圍海底之地體構造，未來若要發展地震與海嘯預警之警報發佈系統，海底地震儀是最初且最重要的發展基礎。

國家實驗研究院台灣海洋科技研究中心助理工程師蕭毓宏說明自製的準寬頻海底地震儀優點。(歸鴻亭攝影)

　國家實驗研究院台灣海洋科技研究中心結合中央研究院地球科學研究所及中山大學海下科技暨應用海洋物理研究所，組成海底地震儀研發團隊，分工合作進行海底地震儀核心元件與關鍵技術的開發與整合，現已完成作業深度可達5,000公尺之準寬頻海底地震儀，歷經28架次的實海測試驗證系統穩定度，確認其能於台灣東部海域接收地震資料，擴大台灣地震觀測的範圍。

　國研院海洋中心助理工程師蕭毓宏表示，台灣地處歐亞大陸板塊與菲律賓海板塊交界，每年發生逾1.8萬次地震和上千次有感地震，而7成以上的6級地震都發生在海底。台灣陸地的地震測站超過700個，然而面積是台灣本島好幾倍的周邊海域，地震測站數量卻連陸地上的一成都不到。這使得台灣周邊海域的地震監測資料相當匱乏，在對海域中的小地震進行定位計算時，誤差可達10公里以上，且科學家亦無法詳細了解會影響台灣居住安全的外海地層構造。

國家實驗研究院院長羅清華(右)審視眼前的準寬頻海底地震儀模型，左為國研院海洋中心副主任溫良碩。(歸鴻亭攝影)

　他說，準寬頻海底地震儀的核心機構是內裝電路板與電池的感震器及儀器球，整體架構經過特殊設計，適當調配重心與浮力，會以每秒0.7公尺的水平姿態下沉。為避免感震器在沉底時碰撞損壞，特別設計以鎂熔絲懸吊，鎂熔絲會在入水後6至8小時腐蝕毀損，而使感震器落至海床上。感震器內裝設了主動式平衡系統，會自動偵測感震器的姿態，並以馬達調整感震器的上下軸（Z軸）至正朝向地心的方向。要回收準寬頻海底地震儀以下載資料時，工作人員會從船上向海底發射經特殊編碼的聲波，當儀器球上方的音鼓接受到聲波指令，就會釋放下方的重錘，使地震儀以尾部朝上的姿態上浮。浮至水面後，無線電發報器會發出訊號，閃光燈也會閃爍，讓工作人員容易尋找、回收。

　蕭毓宏指出，現今海洋觀測儀器絕大部分是由國外進口，依等級不同，價格約在100至380萬元；自製準寬頻海底地震儀等級屬於中上，成本約90萬元，關鍵技術皆掌握在國外廠商手中，而且商購儀器的構造設計資訊缺乏，無法自行維護，時間與成本往往消耗在與原廠的往返溝通上，也讓使用者無法對其功能進行修正與改良。國人自製的準寬頻海底地震儀正可解決這些問題，未來研發團隊將持續精進相關技術，確保上游科學研究和下游工程技術之間的連結，建立永續的海洋科技研發能量，補足國內海洋科技研發的空白。

準寬頻海底地震儀的核心機構是感震器及儀器球。(國家實驗研究院提供)

　國研院海洋中心副主任溫良碩表示，準寬頻地震儀可以偵測到夏威夷傳來的遠方低頻地震波，一般海底地震儀可分為2種，由頻寬4.5Hz的窄頻到1/120Hz的高頻，準寬頻介於兩者間的1/20Hz，頻寬愈高可測得的範圍愈大，這種地震儀跟中央氣象局的光譜地震儀相比，不僅造價比較便宜，放置地點也沒有受限，且自力維修、升級更方便。不過，寬頻海底地震儀須待回收後才能下載觀測資料，無法即時回傳地震資訊，因此不具即時預警的功能。