利用環境噪訊探討2016美濃地震同震及震後的地震波波速變化

Abstract

2016年2月6日3點57分26秒(當地時間GMT+8)發生高雄美濃地震，震央位在高雄市美濃區，深度為14 6 km，芮氏規模為6 6，最大震度7級位在台南新化、左鎮一帶，造成多處房屋倒塌及117人死亡，是繼921大地震後，傷亡最嚴重的地震。我們收集距離震央40 km以內的17個連續記錄的地震測站，採用每兩個測站的環境噪訊計算其交互相關函數(cross-correlation function CCF)，透過三年的資料疊加，建立兩站之間的經驗格林函數(empirical Green's function EGF)，應用在估算地震波波速的變化以及三維速度模型。 我們計算17個測站共136對每日的CCF與參考相關函數(reference correlation function REF)的時間延遲，在2014至2016三年內，從0 01 Hz至2 Hz共分析6個頻帶，得到相對地震波波速變化，再利用曲線擬合方程式，估算同震(co-seismic)速度變化量，發現在新化斷層以北以及距震央20 km西側分別有約0 463%及0 206%的速度下降量，在震後恢復(post-seismic recovery)上，前者波速並未恢復至震前(pre-seismic)速度，而後者在6個月內恢復至震前值。將兩站之間的EGF，採用環境噪訊層析成像法(ambient noise tomography)，得到三維剪切波速度模型，結果顯示，在新化斷層以北，S波波速呈現相對高速，對應到古地壘構造(佳里古脊)，而S波低速區分佈在高屏平原，對應到由西南外海延伸至陸地的泥貫入體(mud diapir)及泥火山(mud volcano)。 從震後6個月的GPS位移場來看，在新化斷層以南，朝西南向位移約30 mm，但新化斷層以北卻無顯著的震後位移量，將GPS觀測量與波速變化、速度構造及震測剖面綜觀討論下，新化斷層鄰近台南盆地與泥質陸棚的邊界，新化以北的高速帶可對應到佳里古脊，南段的塊體則位在大陸斜坡上。我們認為由地震造成的強烈地表晃動，使得同震波速下降，是由於鬆軟的土質受到強烈晃動後，液壓增加，其岩體間的孔隙率及透水性上升、既有的裂隙被擴張，使得震波波速下降。新化以南較短時間的震後波速恢復，是由於南段塊體的推擠，使得應力上升與微小破裂的癒合，岩體透水性下降，達成震波波速回升。由此推論，新化斷層扮演著屏障的角色，阻擋美濃地震震後滑移向北的延伸。

Date of Award	2017 Aug 23
Original language	Chinese
Supervisor	Ruey-Juin Rau (Supervisor)