一九九七◆三月春季 《創刊號》

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台灣地震觀測

王乾盈／中央大學地球科學系

觀測歷史

　　1935年新竹－台中烈震，災區在后里、神岡、清水及苗栗縣的獅潭至三灣一帶，共3,276人死亡，是為台灣地區有史以來最為嚴重的一次地震災害。

　　1935年中部的大地震過後，有些測站的儀器更新為電磁式，並增設了新竹、宜蘭兩個觀測站。

第二個時期：1936－1972年

　　此時期為台灣地震觀測低潮期，在設備上不但沒有增加，反而由於日據時代所遺留下來的儀器逐漸損壞的緣故，地震觀測近乎停擺。但是這段時期仍時有災害性地震發生，例如1946年新化地震、1964年白河地震。其中1964年白河地震，造成嘉義、白河、關子嶺地區106人死亡。

　　所幸，此時期有世界地震觀測網（WWSSN）前來陽明山鞍部設立ANP測站，聊備一格。此世界地震觀測網除了觀測地震外，亦有監測核爆之功能，屬於冷戰時期之產物。

第三個時期：1973－1990年

　　白河地震發生之後，政府鑑於台灣深受地震威脅，遂於1971年在國科會下成立「地震專案小組」（後來改隸屬於中央研究院，成立地球科學研究所），並於全省各地尋找山區岩盤場址，1972年底設立二十五個「台灣遙記式地震觀測網」（TTSN）。

　　TTSN使用之儀器為美國Mark出產之L4C感應器或Kinematric之SS-1感應器。最初只有垂直分量，後來逐漸增加兩個水平分量。TTSN由於儀器感應靈敏，且為中央收錄，記錄時間一致，可偵測許多小地震，平均每年可收錄四千個以上。

　　從這些地震分佈的位置，台灣附近板塊運動的形貌才逐漸明朗。因此，中研院TTSN的設立可以說奠定了台灣近代地震觀測之基礎。

　　另一方面，氣象局的地震儀器也從1981年開始更新，採用美國Teledyne公司的S-13三向量感應器，設置十七個站。最初為數字式磁帶記錄，後來才改為電話傳輸至台北本局地震測報中心。

　　到了1986年，由於花蓮外海連續兩個地震，造成台北地區如中和華陽市場倒塌的嚴重災情，加上此時期世界各地接連發生幾次大地震，政府遂決心建立新一代的台灣地震監測網，除了改組氣象局地震觀測單位為中心之外，並增加人力，大幅增設地震觀測站。

　　新增的觀測站都經慎重挑選架設，至於原來設於都會區氣象站內的測站，則將感應器埋入一百或兩百深的井底，以提高偵測能力。

　　氣象局地震觀測網後來增加至四十九個站，其中有八個站設於嘉義附近，用於偵測最危險的嘉南地震。

第四個時期：1990年至今

　　到了1990年，氣象局地震中心的組織及業務已漸趨完備，為統一全國地震的觀測及發佈，中研院地球科學所所屬的TTSN二十五個站，遂移交氣象局，合併原有的四十九個測站，成立擁有七十四個測站之氣象局地震觀測網（CWBSN）。

　　新一代CWBSN擴建完成後，台灣地震觀測開始步入現代化觀測的時期。

　　這套地震資料，定位誤的準確性提升很多，而且大小地震（另有一套600個自由場測站的強震網TSMIP同時運作）都能涵蓋，平均每年觀測到的地震在一萬個以上，將本島在板塊作用下所引發的地震行為，鉅細靡遺的刻畫出來。

從觀測站到地震測報中心

二、地震觀測站內部的儀器

1. 一部不斷電系統，即使在停電的時候，地震儀感應器仍然不中斷記錄
2. 一部數據轉換器，可以將記錄到的地震波轉換成為電訊數值資料
3. 一條全天候專用的電話線
4. 三部紅色的S13地震儀感應器，分別記錄二個水平方向、一個垂直方向的地震波，二十四小時無休止記錄
5. 一部A800或A900強震儀，只有強震來臨的時候才會啟動記錄，平時不記錄

三、地震資料傳送方式

地震觀測站

• 地震儀感應器執行二十四小時的偵測工作
• 一記錄到資料，便馬上將資料經轉化成電訊數值資料
• 利用全天候專用電話，二十四小時隨時回傳台北氣象局的地震測報中心

地震測報中心

• 地震測報中心的數值轉換器將電話線傳回的電訊資料，再度轉回地震波，並且由數位接收器接收
• 接收的同時，有類比記錄機同步繪製出地震觀測站最原始的地震波資料
• 原始的資料載入電腦，利用資料處理的軟體，整理這些地震波
• 整理好的資料建立地震資料庫，並且接上服務系統，想利用這些處理好的資料庫的人，就可以從學術網路上得到所需的資料

分析記錄結果

　　觀測網所得到的地震現象，很明顯的與台灣複雜的地質構造及板塊運動有密切的關係，利用這些地震分佈情形，可探討台灣附近的板塊運動，但在此不加以詳述，僅指出下列重點，其他更多隱藏的訊息，仍有待大家共同探討。

　　從板塊運動的觀點來看，台灣屬於菲律賓海板塊與歐亞大陸板塊弧陸碰撞帶的一部份，大致可以再細分為下列三個系統（右圖），包括：

1. 東北邊之琉球海溝－琉球島弧－沖繩海槽系統
2. 南邊之呂宋海槽－呂末島弧－菲律賓海溝系統
3. 西南邊之南中國海板塊沿馬尼拉海溝向東隱沒

　　這三個系統和台灣地震的來源有相當密切的關係，在了解它們的關係之前，有必要先對這個板塊運動背景有初步的認識。

　　接著，將以這個背景進一步了解台灣東部外海的地震來源、台灣島上的地震來源，以及地震稀少區。

Ⅰ、東部外海地震震源區

　　此來源區由北到南可分為三個區域，每個區域都有它產生地震的獨特原因（下圖）。

　　第一個是宜蘭外海的東西向地震帶（北韓24.8度），都為淺震。

原因：沖繩海槽是琉球海溝－琉球島弧－沖繩海槽系統的一部份，位於琉球島弧北面，是島孤後面張裂擴張產生的盆地。這裡的地震和這個海槽的張裂擴張有關。

　　第二個為一個三角形地帶，三個頂點分別是南澳、花蓮，以及經緯度為122.5，24的地方，大小地震很多，尤其是經緯度為122.5，24這點，是大地震源源不斷發生的區域。

原因：這裡的地震受到菲律賓海板塊沿著琉球海溝－琉球島弧－沖繩海槽系統向北隱沒至歐亞大陸板塊之下的作用控制。地震最深可達500公里。

　　至於第三個區域，則包括三條南北向地震帶（由東向西）：
　　蘭嶼－綠島（在成功上陸）
　　經緯121度（在台東市上陸）
　　沿潮州斷層一線

原因：這裡的地震顯然和菲律賓海板塊的呂宋海槽－呂宋島弧－菲律賓海溝系統在台東附近、以西北方向衝撞台灣的作用有顯著的關係。此外，南中國海板塊沿馬尼拉海溝向東隱沒的作用也有微弱的影響。

Ⅱ、島上地震震源區

　　主要分布在台灣西部，有三種形態，真正的原因還不清楚（下圖）：

1. 通宵至埔里之間
   這個地震帶成西北－東南走向的線形分布，地震小而且淺，相信應該和斷層有關。
2. 水里－溪頭－嘉義之間
   這個地震帶圍繞北港高區東南緣，常常發生災害性的大地震，非常值得擔心。
3. 佳里－楠西－荖濃－利稻之間
   這是沿著北緯23.2度的幾個大地震（規模5以上），及其引發之餘震群。

原因：可能因為以澎湖為中心的北港基盤高區，阻擋了西北方向前進的板塊作用力，在嘉南麓山帶上累積地震變形能量，時而引發大地震。

Ⅲ、地震稀少區

　　有四個地震稀少區：

1. 中央山脈－雪山山脈變質岩區
2. 桃園一帶之觀音高區
3. 彰化－員林一帶之北港高區
4. 高屏地區

原因：可能是因為這些地區的地底下地溫梯度較高，也就是說，這些地區深處的岩石，比在同一個深度下其他地方的岩石溫度高。溫度高，岩石的剛性會變弱，變得比較具有塑性，不容易累積地震變形能量於岩石之中，因此就不易引發地震。

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