台法科學家發現地表侵蝕作用刺激地震發生

新網記者歸鴻亭台北報導
2014/11/24 上午 10:56:09 / 天文地理

　長期以來，科學家們一直懷疑地表的侵蝕作用，包括河川的侵蝕搬運及土石流的發生等，可能會影響地殼深部的應力平衡，進而影響地震活動的發生。過去由於缺乏資料，這個假設一直無法得到證實，台灣地區由於地處板塊交界，加上位於雨量豐沛的熱帶季風氣候區，過去的研究資料顯示地表的侵蝕作用相當快速，自然便成為驗證這一假說最佳的所在。

　台灣大學地質科學家副教授徐澔德與法國3位學者合作，利用徐澔德過去針對台灣地區活動斷層調查所得的資料，搭配文獻中記錄的台灣地區侵蝕速率，運用力學模型模擬的方法，成功的證明地表的侵蝕作用可以對於活動斷層造成顯著的應力變化，進而影響地震活動的發生。舉例來說，台灣西南部具有每年高達1公分以上的侵蝕速率，其所造成的斷層應力變化，大約可以使得斷層發生下一次大地震的時間提早10分之1。

　這個發現由徐澔德及3位分別來自法國雷恩第一大學(Université Rennes 1)，巴黎地球物理研究所(Institut de Physique du Globe de Paris, IPGP)以及法國蒙佩利爾第二大學(Université Montpellier II)所組成的研究團隊，共同發表於2014年11月21日出版的期刊《自然通訊》(Nature Communications)。

　徐澔德表示，最近十多年以來，全球地球科學學界最熱門的研究方向之一，便是在了解地球深處的構造作用、地表進行的侵蝕與堆積作用、以及大氣循環所造成的氣候變化這3種作用在時空上的互相影響與平衡。舉例來說，造山運動所形成的高山會阻擋水氣，進而影響區域的氣候；然後區域氣候的改變，例如雨量的增加，又會影響河流的侵蝕、搬運與沉積作用；最後由於侵蝕與堆積作用的變化，可能會造成區域的地形地貌改變，影響地質構造的活動性，進而使得造山作用的特性產生變化。這些複雜的相互影響，一般都認為主要作用於數十萬、數百萬、乃至於是千萬年的長期時間尺度下，然而這次研究團隊的成果顯示，即便是在數百年的短時間內，地表侵蝕作用對於構造以及地震作用的影響依然能夠非常顯著。

　他指出，台灣地區由於主要的活動斷層都以逆衝斷層為主，這些斷層的活動類似於產生九二一集集地震的車籠埔斷層，都是斷層面以上的岩層沿著斷層面向上移動。在這種狀況下，地表上蓋在斷層面上面的岩層重量大小，便是影響斷層是否再度活動的一個重要控制，若是地表河流的侵蝕速率很快，上覆的岩層就會很快的減少，使得斷層的活動阻礙降低，進而誘發地震活動。研究團隊認為，相較於每年固定的河流侵蝕，由於颱風或暴雨作用產生的大規模土石流等劇烈侵蝕作用，可能會對地震活動造成更大的影響。去年在美國猶他州的賓漢峽谷銅礦(Bingham Canyon Mine)發生了極大規模的崩塌事件，該事件誘發了當地許多地震活動，這現象正符合了研究團隊的發現。