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泛科学
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台大与法国团队发现:地表的侵蚀作用可能会刺激地震的发生
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长期以来,科学家们一直怀疑地表的侵蚀作用,包括河川的侵蚀搬运,以及土石流的发生
等等,可能会影响地壳深部的应力平衡,进而影响地震活动的发生。然而过去由于缺乏资
料,这个假设一直无法得到证实。台湾地区由于地处板块交界,加上位于雨量丰沛的热带
季风气候区,过去的研究资料显示地表的侵蚀作用相当快速,自然便成为验证这一假说最
佳的所在。
台湾大学地质科学家徐澔德副教授与法国三位学者合作,利用徐澔德过去针对台湾地区活
动断层调查所得的资料,搭配文献中记录的台湾地区侵蚀速率,运用力学模型模拟的方法
,成功的证明地表的侵蚀作用可以对于活动断层造成显著的应力变化,进而影响地震活动
的发生。举例来说,台湾西南部具有每年高达一公分以上的侵蚀速率,其所造成的断层应
力变化,大约可以使得断层发生下一次大地震的时间提早十分之一。
这个重要的发现,由徐澔德以及三位分别来自法国雷恩第一大学(Université Rennes 1
),巴黎地球物理研究所(Institut de Physique du Globe de Paris, IPGP),以及法
国蒙佩利尔第二大学(Université Montpellier II)所组成的研究团队,共同发表于
2014年11月21日出版的顶尖期刊《自然-通讯》(Nature Communications)。
徐澔德表示,最近十多年以来,全球地球科学学界最热门的研究方向之一,便是在了解地
球深处的构造作用、地表进行的侵蚀与堆积作用、以及大气循环所造成的气候变化这三种
作用在时空上的互相影响与平衡。举例来说,造山运动所形成的高山会阻挡水气,进而影
响区域的气候;然后区域气候的改变,例如雨量的增加,又会影响河流的侵蚀、搬运与沉
积作用;最后由于侵蚀与堆积作用的变化,可能会造成区域的地形地貌改变,影响地质构
造的活动性,进而使得造山作用的特性产生变化。这些复杂的相互影响,一般都认为主要
作用于数十万、数百万、乃至于是千万年的长期时间尺度下,然而这次研究团队的成果显
示,即便是在数百年的短时间内,地表侵蚀作用对于构造以及地震作用的影响依然能够非
常显著。
徐澔德进一步说明指出,台湾地区由于主要的活动断层都以逆冲断层为主,这些断层的活
动类似于产生九二一集集地震的车笼埔断层,都是断层面以上的岩层沿着断层面向上移动
。在这种状况下,地表上盖在断层面上面的岩层重量大小,便是影响断层是否再度活动的
一个重要控制,若是地表河流的侵蚀速率很快,上覆的岩层就会很快的减少,使得断层的
活动阻碍降低,进而诱发地震活动。研究团队认为,相较于每年固定的河流侵蚀,由于台
风或暴雨作用产生的大规模土石流等剧烈侵蚀作用,可能会对地震活动造成更大的影响。
去年在美国犹他州的宾汉峡谷铜矿(Bingham Canyon Mine)发生了极大规模的崩塌事件
,该事件诱发了当地许多地震活动,这现象正符合了研究团队的发现。
本研究主要是在行政院科技部与台湾大学的经费支助下完成,详细的研究成果请参阅2014
年11月21日发表于《自然-通讯》(Nature Communications)期刊的全文:Erosion
influences the seismicity of active thrust faults, Steer, P., Simoes, M.,
Cattin, R. and Shyu, J. B. H., Nature Communications, 21 November 2014,
DOI:10.1038/ncomms6564。
来自台大新闻稿
4.完整新闻连结 (或短网址):
http://pansci.tw/archives/70913
5.备注:
亚纶才是对的><我们都错怪他了