海面下,藏著地震與海嘯的秘密 - 地球科學討論

Xanthe avatar
By Xanthe
at 2011-08-17T09:35

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藉由測量地表的變形,配合板塊移動的速度與方向,推算地殼的應變量,就可以找到斷

層兩側岩層被「卡住」的區域,進而估計地震可能的發生時間與規模大小。但是,幾乎所

有的觀測站都設置在陸地上,而絕大部分的斷層卻都在海底下。如果我們能降低海面下觀

測儀器的成本,或是利用創意發展出新的觀測工具,人類就有機會做好更充分的準備,來

面對地震與海嘯所造成的災害。

2011年3月11日,發生在日本東北的大地震,其規模遠遠地超過地震學家所預估的大小。巨大的海嘯越過了福島核能電廠所築起的高牆,造成當地居民難以估計的損失。其實早在二十年前,地震學家就已經瞭解地表變形與地震發生之間的關連性。因此大量的觀測站一一被建立,幾乎是無時不刻在監視著地球表面的一舉一動。只不過全世界最主要的斷層帶,以及所有最關鍵的地表變形,都在海面底下的海床;但是絕大部分的測站,卻都是建立在陸地上頭。

目前地表上最被大量使用的觀測工具,就是利用接收全球衛星定位系統的訊號,精確計算

地表每一點的變形程度。配合量測板塊間相互移動速度與方向的大小,可以找出兩個板塊

「卡住」的位置,進而推算斷層真正發生錯動時,可能釋放出來的能量大小。例如北美洲

西部的聖安得列斯斷層,土耳其的北安那托利亞斷層,以及中國境內的斷層。但是全世界

活動最為頻繁的大斷層—隱沒帶,卻都是位在海中。像這次引發日本東北海嘯的大地震,

就發生在距離岸邊兩百公里遠的海面之下。

在海洋地區的板塊隱沒進入陸地地區的板塊之下時,利用陸地地表所發生的變形量,其

實是可以推估下方隱沒板塊與被隱沒板塊之間卡住的位置,但是這個位置深度大約已經是

30~50公里深,而容易造成海嘯的地震斷層,則是淺部的地震,在海面底下的那些。  

因為全球衛星定位系統的衛星訊號沒有辦法穿透海水,所以我們無法使用和陸地上相同

的方法量測地表變形。目前地震學家是先將數個聲納收發器安置在海床上,然後駕船並以

全球衛星定位系統定位,再從海面上使用聲納與海床上的儀器互傳訊號,配合三角定位法

定出聲納收發器在海床上的位置。

利用這個方法,可以精確地測量海床表面的變形量,用以推估地震發生的可能性與規模

大小。但是這個方法目前仍相當昂貴,擺設一組海床上的聲納收發器,外加出海一趟進行

量測所需要的費用大約是一百萬美金。即使像日本這樣注重地震觀測的國家,也只在東北

外海擺放了四組儀器。而地震發生之前,儀器所在的位置(位在被隱沒板塊之上)持續向

陸地方向前進,直到地震發生,儀器一次向海的方向前進了24公尺之多,造成了這次的大

地震與海嘯。

未來,如果能夠更大量放置這一類的儀器在海洋中,配合定期量測,將能夠提供對地震

發生更準確地估計。但是除非觀測的費用能大幅下降,否則恐怕很少國家能夠負擔得起。

但其實測量海床變形的方式並不一定要侷限在使用全球衛星定位系統,例如傾斜測量儀就

是另一種可能的測量方式。因此,如何降低儀器的成本,或是開發出新的觀測方式,都將

是值得努力的方向


原始論文:
Newman, A. V. , 2011, Hidden depths, Nature, V.474, P.441~443


參考來源:

Newman, A. V. , 2011, Hidden depths, Nature, V.474, P.441~443


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國小老師:這個國中會教啦
國中老師:這個高中會教啦
高中老師:這個大學會上啦
大學教授:這個問題想必大家國小就會了
學生:(幹林老師!)
林老師:\("▔□▔)/

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All Comments

Regina avatar
By Regina
at 2011-08-17T13:32
這是自己寫的還是轉錄的? 轉錄的話麻煩補個出處
Victoria avatar
By Victoria
at 2011-08-17T17:29
我自己補出處好了,因為是我寫的囧...
Olive avatar
By Olive
at 2011-08-17T21:26
http://mynotes.org/earth/?p=5429

311日震 震出地殼裂縫

Mary avatar
By Mary
at 2011-08-16T13:50
http://tw.news.yahoo.com/article/url/d/a/110816/78/2wxpc.html 日本海洋研究開發機構15日公布由載人潛水調查船拍攝的影片,發現日本311大地震造成 三陸近海震央附近深海海底,至少有2處2006年調查時未見的裂縫,其中一處位於三陸近 海東側約180 ...

地震是輻射從地殼裂縫的釋放非板塊運動!!

Agnes avatar
By Agnes
at 2011-08-16T08:19
地震不是板塊運動引起的 有下列原因 一板塊運動是緩慢橫向運動三十年數十公分根本無巨大且極速的力量 二板塊運動不能解釋巨大的板塊內地震如汶川大地震 三板塊運動不能解釋為何有地震光電離層異常電磁場異常及動物行為異常 四板塊運動不能解釋為何太陽也有地震稱日震 敝人認為地震其實就是輻射從地球內部向外釋放出來的過程 地 ...

東沙環礁 爭取列入世界遺產

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By Kelly
at 2011-08-14T07:03
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「最黑暗行星」光反射不到1% 連炭都還比較耀眼!

Irma avatar
By Irma
at 2011-08-13T22:14
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Eartha avatar
By Eartha
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