▲台師大地科系教授陳卉瑄（右）、博士後研究員彭葦（左）團隊發現，2024年花蓮大地震前3年前即出現前兆。（圖／台師大提供）
生活中心／台北報導
台灣師範大學地球科學系教授陳卉瑄率領研究團隊發現，2024年4月3日規模7.3花蓮大地震前，深部斷層早在3年前即出現無震滑移的加速行為，顯示出潛在的地震前兆特徵。最新研究成果發表於《Nature Communications》，為理解台灣地震孕震過程提供關鍵線索。
台師大指出，回顧近期造成花蓮光復鄉淹水災情的馬太鞍溪堰塞湖，正是地震與極端氣候交互作用的結果。2024年4月3日的大地震使花蓮山區土石鬆動，地質結構變得不穩，隨後颱風帶來的強降雨導致了大規模山崩，最終形成堰塞湖，並引發了後續災情。
台師大地科系教授陳卉瑄與博士後研究員彭葦、加州大學柏克萊分校教授Roland Bürgmann及中研院地球所研究員許雅儒、助理陳彥宏共同發表研究成果，揭示花蓮2024年規模7.3地震的孕震過程中，深部無震滑移（aseismic slip）扮演了關鍵推手的角色。這項研究已於今年10月13日發表於國際頂尖期刊《Nature Communications》。
研究團隊利用跨越24年（2000至2024年）的地震資料，系統性分析規模2以上重複地震（repeating earthquakes）與群震（earthquake swarms）之時空特徵，這兩種地震現象在斷層深處通常反映著無震滑移或高孔隙流體壓力，並非普遍存在。
台師大表示，台灣東部是菲律賓海板塊隱沒至歐亞板塊的聚合帶，形成南北總長約100公里長的中央山脈斷層（向西傾）和縱谷斷層（向東傾），它們肩靠肩地並列著，主導了絕大多數該區規模6以上的地震、及廣泛的無震滑動（即斷層以極慢速度滑動，不產生震波），使其成為研究地震觸發過程的理想場域。
該團隊利用2000至2024年間的地震資料，系統分析了「重複地震」與「群震」分布。這兩類事件通常與斷層深處的「無震滑移」或「高孔隙流體壓力」有關，顯示斷層並非總是以劇烈破裂的方式釋放能量。在花東縱谷北段，這些地震集中於中央山脈斷層；南段則主要發生在池上斷層。
▲無震滑移帶發生在南段縱谷斷層及北段中央山脈斷層。（圖／台師大提供）
研究發現，2021年在壽豐地區，連續4個月的群震顯示大多地震活動逐漸往淺部遷移。擴散速率高達每秒5到6公尺，遠超過孔隙中流體壓力的擴散（一般為每秒0.01到1公尺），暗示此過程除流體作用外、亦伴隨著深部斷層的「緩慢滑動」。GNSS（全球導航衛星定位系統）資料同時也觀測到地表約1到2公分的位移，支持深部無震滑移與流體孔隙液壓升高的聯合作用。
這項研究結合地震學與大地測量觀測，揭示了「深層滑動—流體壓力—地震觸發」的連鎖關係。2021年的群震事件與更深的無震滑移連動、伴隨著快速地流體擴散，可能導致了斷層弱化。連同隨後的幾起大地震，在最終的破裂面上累積了高達30kPa的庫侖應力增加，這被認為是足以顯著提前花蓮主震發生時間的應力累積。
這個研究提供了理解台灣地震孕震過程的新線索，也突顯無震滑移在大規模地震孕震過程中的重要角色。
論文第一作者、地科系博士後研究員彭葦指出：「我們觀測到由無震滑移所引發的主震前兆現象，這在造山縫合帶是非常罕見的！花蓮主震的孕震歷程長達3年，是深部滑移與群震交互作用所驅動的結果。」
論文通訊作者、地科系教授陳卉瑄強調，未來若能持續監測無震滑移與中規模以上地震活動的交互作用與累積應力變化，將有助於提升地震前兆辨識與短期預警的能力。
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