地震研究：板塊間看臺灣地震 - 科技大觀園

因此，在隱沒帶的上方，通常會依序出現一套構造地形單元，包括了火山弧、弧前盆地、增積岩楔和海溝，組合成「島弧系統」。

有些島弧的後方會出現一個張裂 ... 跳到主要內容 展開搜尋 全站搜尋 熱門關鍵字： 半導體 精準醫療 太空 煙火 關閉搜尋 分類 分類項目 關閉分類項目 地理 天文 化學 醫學 科技 社會科學 人類文明 地科 心理 物理 數學 環境 生物 生活科學 醫療 地球科學 Menu 關於我們 文章 熱門文章 最新文章 精選文章 科學專題 影音 TechTalk 影音&廣播 活動 學生專區 夥伴 認證 公務人員 教師 網站導覽 English 首長信箱 常見問答 雙語詞彙 關於我們 文章 文章 熱門文章 最新文章 精選文章 科學專題 影音 影音 TechTalk 影音&廣播 活動 學生專區 夥伴 認證 認證 公務人員 教師 ::: 首頁 文章 最新文章 PleaceLogin! × 請先登入 登入 註冊 facebook twitter plurk line 中 列印 書籤 ::: 地震研究：板塊間看臺灣地震 91/09/05 瀏覽次數 4033 鄧屬予｜ 臺灣大學地質科學系 「九二一大地震來襲時，不少南投人驚嚇過度躺在地上，哀嚎呼叫，以為世界末日來臨，不及逃生而葬身家園瓦礫堆中。

」 「集集大地震後，民眾生存在恐懼之中。

由於餘震不斷，許多民眾不敢回家睡覺。

連日來坊間又傳出大甲媽祖發爐：有一波波的大地震將繼續發生。

繪聲繪影中還要民眾利用艾草等物品驅邪。

由於傳言遍及全省，引發恐慌，……」   —摘自民國八十八年九月二十五日中國時報   世紀末的集集大地震給臺灣帶來慘痛的災難，不但奪走了兩千多人的生命，也摧毀了許多人的事業和財產。

除了有形的損失之外，還有難以估計的精神傷害。

每個人在驚嚇之餘，內心都蒙上了一層陰影，時時惦念著「地震還會不會來？」。

會的！從地質學的觀點來看，地震是岩盤破碎時所產生的震動，是地球生命力的自然表現。

臺灣位於活動的板塊邊界上，是島弧和大陸碰撞的焦點，碰撞所產生的巨大壓力，不但推擠出一道高聳的山脈，也壓得岩盤不斷地破裂，地震因而隨之發生。

在過去二十多年中，臺灣每年有近千次的有感地震，5級以上的地震年年發生。

在集集大地震後的一年內，有感地震更高達三千次以上，其中6級以上超過十次。

這些旺盛的地震活動，充分顯示臺灣的造山運動仍十分活躍，岩盤還持續破裂。

我們身處如此動盪的地質環境中，想要地震不發生是不可能的，只有心平氣和地接受大自然的安排，勇敢去面對它。

「要面對它，就要了解它」。

雖然臺灣的地震頻繁，但震央並非無所不在，它的分布和規模有脈絡可循，我們可以從板塊的構造和運動方式，配合地震和地質資料來加以探索。

板塊構造 臺灣位於兩個板塊的交界上。

東南方有菲律賓海板塊，西北方則是歐亞板塊。

這兩個板塊的邊界從北方的琉球海溝劃過臺灣，向南延伸到馬尼拉海溝。

從一千五百萬年前開始，菲律賓海板塊就不斷地朝西北方向移動，如今仍以每年7～8公分的速度，向著歐亞板塊邁進。

在臺灣的東北方，菲律賓海板塊的西緣沿著琉球海溝俯衝到歐亞板塊之下，形成一道向西北傾斜的隱沒帶。

在臺灣南方，板塊的隱沒方向相反，歐亞板塊向東隱沒到菲律賓海板塊之下。

這兩套隱沒帶的上方發展出琉球和呂宋兩個島弧系統，分別延伸入臺灣，在臺灣北部交會。

由於菲律賓海板塊的比重在3.3～3.7之間，比地球深部地函的比重（3.3）高，因此，當菲律賓海板塊隱沒入地函時，就像一片鋼板沉入泥水中，沒有任何困難。

但歐亞板塊不同，在中國大陸和緣海地區，它的上部蓋了一層大陸地殼，比重在2.7左右，比地函輕上許多。

因此，當中國大陸向東隱沒到呂宋島弧之下時，板塊上部的大陸地殼就像一片木板插進泥水裡，受到浮力的阻礙而無法深入。

這時大陸地殼就會被堆疊在隱沒帶的上方，一部分被擠壓抬升成臺灣的中央山脈，另一部分墊在呂宋島弧北段的下方，把島弧抬升成臺灣的海岸山脈。

這種山脈的形成過程，就好像呂宋島弧撞進了中國大陸邊緣，因此，常被稱為「弧陸碰撞」。

弧陸碰撞並非今日才有，早在五百萬年前就已開始。

由於呂宋島弧大抵呈南北走向，而大陸邊緣則沿東北－西南方向延伸，因此，呂宋島弧是北端先撞上大陸邊緣，而後碰撞作用再由北向南傳遞。

如今在臺灣中部和南部，呂宋島弧仍在推擠大陸邊緣；但在臺灣東北部，板塊的隱沒方向已經反轉，碰撞造山運動停止，琉球島弧的火山和隱沒作用已然浮現。

地震活動 臺灣地區的地震活動和板塊的邊界有密切的關聯，這一點，我們可以從地震的分布狀況看出。

在遠離板塊邊界的地區，如菲律賓海板塊和歐亞板塊內部，地震活動非常少；但在板塊的邊界附近，就有密集的地震。

這些地震顯然和板塊的隱沒與碰撞有關，它們的特性可以分別從琉球島弧、呂宋島弧和臺灣碰撞帶三區來了解。

在琉球島弧地區，菲律賓海板塊正向北隱沒。

順著向北下插的板塊，有一系列的地震活動從地表延伸到300公里深處，形成一明顯的班尼奧夫帶。

這條地震帶向西伸進臺灣，潛伏在臺灣東北角的下方（板塊隱沒和地震分布圖的D－D'剖面）。

在隱沒帶的上方，歐亞板塊內也有不少淺層地震活動。

這些地震多來自弧前地區的板塊摩擦，或者和弧後地區的沖繩海槽擴張有關，震源深度多小於50公里。

在呂宋島弧地區，歐亞板塊正向東隱沒。

順著下插板塊也有一條向東傾斜的地震帶，從地表延伸到250公里深處（A－A'剖面）。

這條地震帶從呂宋島向北延伸，潛伏在綠島、蘭嶼和臺灣南端之下（B－B'剖面）。

在隱沒帶的上方，菲律賓海板塊內也有許多淺層地震，反應板塊受到擠壓而破碎，震源深度多小於40公里。

在臺灣，尤其是中南部，呂宋島弧正劇烈地衝撞大陸邊緣。

碰撞的橫向壓力把臺灣的岩盤擠得支離破碎，造成密集的地震（C－C'剖面）。

在臺灣東面的菲律賓海板塊也受到碰撞擠壓而破裂，產生不少地震。

這些地震震源大多分布在板塊的中上部，深度多小於50公里。

至於在地函深處，由於碰撞作用的阻礙，歐亞板塊似乎難以繼續向下隱沒，板塊下部甚至可能斷離。

因此，伴隨隱沒板塊的班尼奧夫帶在這地區完全消失，全區沒有深部地震。

對居住在臺灣島上的人而言，琉球和呂宋地區的地震雖然不少，但由於距離較遠，影響有限；發生在臺灣島上的地震，則直接衝擊到我們的生活環境，不可不慎。

從上述的板塊構造分析中，我們了解臺灣除了東北角和最南端外，地震活動都和弧陸碰撞有關。

弧陸碰撞好比推土機堆雪，海岸山脈可視為推土機，中央山脈則是雪堆，當推土機向前推進時，雪會不斷地從前方插入雪堆，墊在雪堆底部，因此雪堆的前端和底部變形得非常劇烈。

相對而言，雪堆內部的變形反而不大，只是不斷地被墊高。

不過在雪堆的後背和堆土機之間，則因摩擦而產生變形。

臺灣岩盤的變形狀況就像一個雪堆，特別集中在中央山脈的前端、後背和底部。

通常，變形大的地方岩層最容易破碎，地震也最多。

我們從過去一百多年來的地震紀錄中可以發現，中央山脈兩側的地震的確特別多，尤其是大地震。

例如，一九九九年的集集大地震發生在山脈的西前端，一九五一年的花蓮大地震出現在山脈的東後背。

而另一方面，中央山脈本身並沒有很多的地震，似乎不太符合堆土機堆雪所做的推測。

這種差異是因為山脈受到地熱的影響，愈往深部溫度愈高，通常在地底15公里以下的區域，溫度多已升高到攝氏三百度以上，這時岩層就像燒紅的鋼鐵一般，容易彎折，但不會斷裂。

因此，山脈深部的岩層即使有強烈的變形，也不會發生地震，只有山脈表層的岩盤會稍微破裂，產生一些零星的地震。

在隱沒和碰撞作用的主導下，臺灣的地震應運而生。

這些作用起源於板塊運動，在過去已經進行了五百萬年，目前仍在進行。

只要板塊的運動方式不變，隱沒和碰撞作用持續進行，地震就會不斷發生。

這股強大的動力來自於地球內部，不是我們人類微弱的科技力量所能阻擋。

我們面對大自然的安排，既不能改變也無法逃避，只有無奈地接受。

然而，是否我們就全然束手無策，只能把希望託付神明？ 七十五年二月四日，中國東北遼寧省的海城發生一場規模7.3的大地震。

地震震垮當地90％的建築物，摧毀了鄰近許多鄉鎮，不過並沒有為三百萬居民帶來嚴重的損傷。

一年後，同樣規模的地震襲擊河北省的唐山，不但把唐山市夷為平地，而且造成六十五萬人死亡，五十萬人受傷。

何以威力相當的地震，有如此不同的傷亡？原因在於海城地震發生之前，科學家準確地掌握到地震的前兆，適時做了人員的疏散，而唐山地震並沒有預警疏散。

當九二一集集大地震發生時，臺中近郊的車籠埔斷層突然滑動。

斷層東面的岩盤向西衝到斷層西面的岩盤之上，在短短一分鐘之間，沿著斷層形成一條100公里長的斷崖。

斷崖上的建築物首當其衝，直接被斷層錯移1到8公尺，造成嚴重的損壞。

爾後，地震波向四周擴散，在斷層東面的岩盤上引發了強烈的震動，造成嚴重的災情，但斷層西面的岩盤震動較小，災情也相對較輕。

這個慘痛的經驗告訴我們：即使在同一地震的影響下，不同地區的災情也不相同。

倘使我們事先了解車籠埔斷層的特性，避免把重要的建築物蓋在斷層線和東面的岩盤上，或許地震的損害就可減輕許多。

很可惜地，我們對臺灣的地震雖然有概括性的了解，但對地震何時何地發生並不能確切的掌握。

我們可以推測地震斷層大概出現的地方，但對個別斷層的活動性質和產生地震的潛力認識不夠。

在未來，如何去指認地震斷層的位置，評估地震的潛能，乃至於預測地震發生的時間、地點及影響範圍，是我們需要努力方向。

隱沒作用 地球是一個外冷內熱的物體，雖然表面的溫度不高，但內部大多在攝氏一千度以上。

岩石在這種高溫狀態之下，即使不熔融，也變得相當柔軟，類似又黏又稠的液體，可以緩慢地流動。

不過地表的岩層由於溫度較低，質地比較堅硬，形成一層厚約100公里的「岩石圈」，蓋在軟弱的「軟流圈」上，岩石圈會隨著地函的環流而不斷移動，並分裂成若干獨立的塊體，稱之為「板塊」。

在兩個板塊接壤處，倘若一個板塊向另一板塊下方俯衝時，就形成「隱沒作用」。

由於海洋板塊的比重較大，因此當海洋板塊向下俯衝時，隱沒作用可以持續不斷。

如果大陸板塊俯衝時，就會因比重太低而無法下沉，這時隱沒作用就會停止，地表則發生造山運動。

在臺灣東北方的琉球地區和南方的呂宋一帶，都有海洋板塊下衝的隱沒作用，但在臺灣島，則因中國大陸的下衝而發生造山運動。

當板塊進入隱沒帶時，會因彎折而下沉，形成一深邃的海溝。

沉積物隨著板塊不斷地被拖入隱沒帶，就像礦場中的輸送帶，不停地把礦石載進工廠。

一部分的沉積物會被刮起，堆積在海溝的內壁，形成「增積岩楔」；一部分則被帶入隱沒帶深部，在高溫高壓的環境中變質。

隱沒板塊同時將水帶入地函深部，促使「軟流圈」產生部分熔融，生成岩漿，當岩漿上升到地表噴發時，就形成火山島弧。

因此，在隱沒帶的上方，通常會依序出現一套構造地形單元，包括了火山弧、弧前盆地、增積岩楔和海溝，組合成「島弧系統」。

有些島弧的後方會出現一個張裂盆地，稱作「弧後盆地」。

在臺灣南方，歐亞板塊向東南隱沒到菲律賓海板塊之下。

隱沒帶上方發展出呂宋島弧系統，有一條完整的火山弧從呂宋島向北延伸，經過蘭嶼和綠島，銜接到臺灣東部的海岸山脈。

島弧前端的馬尼拉海溝也可從呂宋島的西方向北延伸，連接到中央山脈的西緣，海溝東緣的增積岩楔則銜接中央山脈。

呂宋地區的弧前盆地可以向北追蹤到臺灣的東南外海，再向北，就因碰撞作用而沒入海岸山脈中。

在臺灣東北方，菲律賓海板塊向西北隱沒到歐亞板塊之下，隱沒帶上方形成琉球島弧系統。

有一條明顯的火山弧，從琉球延伸進臺灣北部，火山弧的北方有一弧後盆地（沖繩海槽），向西連接到臺灣的宜蘭平原。

島弧南緣有琉球海溝和增積岩楔，向西可延伸到臺灣島的東岸。

隱沒帶是一個板塊變形劇烈的地方，也是地震頻繁的地區。

就下衝板塊而言，板塊在海溝附近會因彎折而破裂；進入隱沒帶10～60公里的深處，板塊頂部的岩層會受到板塊間的摩擦而破碎；當下插到30～80公里深度時，板塊的組成礦物會因受壓而產生相變（如石墨變成鑽石），使岩層的體積縮小，因而造成斷裂。

這些岩層破裂的過程中往往會產生地震。

由於這些地震大體上順著下衝板塊排列，因此，常形成一傾斜的地震帶，從地表延伸到地函深處，稱之為「班尼奧夫帶」。

在琉球島弧和呂宋島弧的下方，都有明顯的班尼奧夫帶。

受到俯衝板塊進退的影響，隱沒帶上方的板塊也會隨之破裂，產生地震。

如果下衝板塊向前推進，就會擠壓上覆板塊；如果下衝板塊向後回捲，則會拉著上覆板塊退卻，使上覆板塊張裂，產生弧後盆地。

呂宋島弧就是位於被推擠的板塊之上，弧前弧後地區都有岩層受壓所產生的地震。

琉球島弧是位在被拉張的板塊上，除了弧前有些擠壓破壞外，絕大部分地區都在張裂。

碰撞演化 早在一千萬年以前，臺灣島並不存在，臺灣地區是一片淺海，位於中國大陸邊緣上。

當時，菲律賓海板塊遠在臺灣東南方的大洋中，不斷朝北北西方向移動，一方面向北隱沒到中國大陸邊緣之下，另一方面向西仰衝到南海之上。

隨著菲律賓海板塊不斷向北北西移動，呂宋島弧也逐漸地靠近大陸邊緣。

島弧的北端在一千萬年前左右，開始衝上大陸邊緣，揭開了弧陸碰撞的序幕。

從一千萬到五百萬年前之間，呂宋島弧逐步擠進大陸邊緣。

當大陸邊緣被拖入隱沒帶時，大量的陸緣沉積物在海溝被刮起，塞進增積岩楔中，使得增積岩楔愈長愈大。

到了五百萬年前，呂宋島弧的北端衝上了大陸邊緣，並且把增積岩楔推出了海面，形成一座小島。

當時島的位置在現今琉球的西表島附近，島上並沒有高山，只有一些丘陵，不過，已經形成碰撞山脈的雛型。

菲律賓海板塊在五百萬年前轉向，開始朝西北方向移動。

呂宋島弧因而更加速衝上大陸邊緣，並推著碰撞山脈向西遷移。

在三百萬年前左右，碰撞山脈已上升成高山，規模和現在的中央山脈相當。

隨著呂宋島弧持續地衝撞，山脈不斷地向西加寬、向南延伸，終於發展成今日的中央山脈。

在碰撞的後期，呂宋島弧的北段也被擠壓抬升，貼附在中央山脈的東側，形成海岸山脈。

當碰撞運動向西南遷移時，琉球島弧下向北隱沒的菲律賓海板塊隨之西進，插入碰撞山脈北端的下方，造成隱沒作用的反轉。

隨著隱沒的反轉，隱沒帶上方的山脈出現琉球島弧的火山作用，而山脈失去了碰撞的支撐則開始垮塌下沉，山脈的中央擴張成一裂谷盆地。

如今弧陸碰撞運動仍在運行，並不斷地向南傳遞。

在臺灣的東南外海，呂宋島弧北端的綠島和蘭嶼正朝向中國大陸挺進。

在臺灣的中南部，碰撞山脈仍在成長，但在臺灣的東北部，隱沒作用已經反轉，碰撞運動停止，原本碰撞所抬升的山脈正在垮塌；山脈的中央分裂成宜蘭平原，並不斷地擴張。

這一系列從碰撞反轉到隱沒的作用，到目前為止並沒有停息的跡象。

假以時日，綠島和蘭嶼遲早會登陸臺灣，碰撞山脈還會繼續向西遷移、向南延伸。

在另一方面，臺灣東北部的山脈會不斷地垮塌下陷，直到沉入海底；宜蘭平原也可能持續地張裂，最後發展成像沖繩海槽一般寬廣而深邃的海盆。

深度閱讀 劉聰桂、陳文山（1999）變臉的大地，龍騰文化事業公司出版，臺北。

經濟部中央地質調查所（2000）九二一集集大地震專輯，中央地質調查所專刊第十二號，臺北。

鄧屬予（2002）臺灣新生代大地構造：二十世紀臺灣地球科學之回顧，第一冊，頁1-57，中國地質學會，臺北。

資料來源 《科學發展》2002年2月，350期，12~19頁 板塊(36) 地震(130) 推薦文章 110/12/23 打造5G開源核心網路，為臺灣開創通訊一條龍 沈勤譽｜ 科技大觀園特約編輯 儲存書籤 110/12/27 疫情之下，線上測驗與監考的隱私權難題 許君咏｜ 科技大觀園特約編輯 儲存書籤 110/11/03 讓敵人無所遁形的軍事鷹眼！以多頻譜影像處理演算法進行目標物偵測與追蹤 曾繁安｜ 科技大觀園特約編輯 儲存書籤 110/11/09 放不放颱風假就看它！——幫助衛星精準氣象預測的「掩星技術」 曾繁安｜ 科技大觀園特約編輯 儲存書籤 OPEN 關於我們 關於我們 文章 熱門文章 最新文章 精選文章 科學專題 影音 影音&廣播 TechTalk 活動 活動 學生專區 學生專區 回頂部