• 什麼樣的隱沒帶才會發生巨大地震?
        絕大多數芮氏規模8.5以上的巨大地震都發生在板塊聚合的隱沒帶上,這些地震造成了嚴重的生命財產損失,科學家們迫切地想要知道:哪些隱沒帶有孕育巨大地震的潛力?哪些隱沒帶又是相對安全的呢?
        在岩石力學的實驗中,當斷層面的溫度超過約攝氏400度(稱之為「孕震溫度」)時,斷層就不再是以破裂(rupture)而是以潛移(creeping)的方式移動,由於地震是因斷層的破裂造成,在超過孕震溫度的地方就不會發生地震。從過去二十年發生過的巨大地震紀錄中,我們得知巨大地震沿著斷層面向下破裂至少有80至120公里寬,可由此推論斷層面向下80至120公里的溫度必須要低於孕震溫度。
        我們以數值模擬的方式,計算不同岩層在各種溫壓條件下的變形以及變質作用,藉此模擬隱沒帶。我們改變了許多力學參數,觀察到斷層面的摩擦係數是影響隱沒帶的溫度跟力學狀態的重要因子。
        在圖六中,海洋地殼(藍色)向下逆衝至大陸地殼(粉紫色)之下,最終隱沒至地函(橘色)。海洋地殼上的沈積層(深綠色)堆積在海溝,隨著海洋地殼隱沒。隱沒帶的斷層面就在沈積層跟海洋地殼之間。
        我們發現,若是摩擦係數低時(圖六a),海洋地殼會以極低的傾角(約10度)隱沒。若是摩擦係數高時(圖六b),海洋地殼會以較大的傾角(約40度)隱沒。在低傾角的隱沒帶,低於孕震溫度的斷層面可達150公里寬,而高傾角的隱沒帶,低於孕震溫度的斷層面則只有60公里寬。
        根據模擬的結果,若是斷層面摩擦係數較低時,隱沒帶的傾角會減小,低於孕震溫度的斷層面會變寬,因此我們推論在這樣條件下,隱沒帶才有機會發生巨大地震。(由中央研究院地球科學研究所譚諤助理研究員撰寫)


圖六、圖中海洋地殼為藍色;大陸地殼粉紫色而地函為橘色。若是摩擦係數低時(圖a),海洋地殼會以極低的傾角(約10度)隱沒;而若摩擦係數高時(圖a),海洋地殼會以較大的傾角(約40度)隱沒。
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