國際大陸科學鑽探計畫（ICDP）【下】

國際大陸科學鑽探計畫（ICDP）【下】
國立蘭陽女子高級中學地球科學科李協長老師/國立臺灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

國際大陸科學鑽探計畫，成立之後已在世界各地完成不少的大陸地殼鑽探計畫，而台灣車籠埔斷層深井鑽探計畫就有接受ICDP的贊助，其豐盛的科學成果並獲登於自然《Nature》科學期刊上，以下就對此一計畫稍做說明：

台灣車籠埔斷層深井鑽探計畫（Taiwan Chelungpu-fault Drilling Project簡稱TCDP）【執行時間2003-2005】

1999年9月21日凌晨1點47分台灣發生芮氏規模7.3的大地震，是台灣20世紀末期傷亡損失最大的天災。震央位置在北緯23.87。，東經120.75。，即南投集集附近。此次地震的震源深度只有7公里，是車籠埔斷層錯動所造成的。為了詳細了解此地震的形成機制，由中央大學和台灣大學組成研究團隊，在國科會的支持下，邀請美日德等國的學者共同合作，成立了台灣車籠埔斷層深井鑽探計畫，此計畫獲得ICDP的協助，在台中大坑進行車籠埔斷層的鑽探，以取得地下岩心及地層的資料，用以分析探討921地震及斷層大量滑動的原因。

根據計劃主要領導人－中央大學地球科學系馬國鳳教授表示：台灣的車籠埔斷層無論在發生時間、形貌上都是得天獨厚的。目前世界對於斷層的研究，都是數萬年前、裸露於地表的古斷層。九二一地震剛發生不久，激發的車籠埔斷層為30度傾角的逆斷層，具有角度低、容易鑽的優勢；美國聖安德里斯斷層、日本阪神地震斷層都是垂直的斷層面，滑移帶較深，不容易鑽探。台灣車籠埔斷層提供了前所未有的良機，鑽穿剛發生過地震的「新鮮」斷層。

此計劃從2004年起在台中大坑進行車籠埔斷層鑽探，鑽井井位於斷層帶地表破裂處以東2公里處，鑽取了兩根分別長達2公里及1.3公里長的岩心和一段側向岩心，用以分析斷層滑移厚度及斷層泥顆粒。

由馬教授研究該斷層帶岩心發現，滑移帶厚度是了解地震能量一個重要的參數，斷層錯動時，滑移帶滑多少會影響到地震能量的釋放。尤其岩心磨片後發現，「主要滑移帶」紋路較為平穩，為最新發生的斷層，十二公分厚的滑移帶（位於井深1111公尺處，判定為此次九二一地震的滑移帶）至少滑過三十三次。最重要的，每一層形貌非常類似，這代表地震的行為是會重覆的，可推出地震發生的週期。九二一大地震如果四百年後再發生，發生的地點和錯動情況可能重演。並且透過電子顯微鏡觀測斷層泥顆粒的大小，經仔細計算得出，此次九二一地震在井址所在的斷層處所釋放的能量，在每平方公尺就高達11.6百萬焦耳，其中只有6%的能量引發了滑移而導致斷層錯動，其餘都反應在熱及震波釋放。而地震開始與結束行為，熱能扮演重要角色，是將來研究的重點。

參考資料
http://www.icdp-online.org/contenido/icdp/front_content.php
http://sec.ncu.edu.tw/ncunews/164/develop_101.html
http://web1.nsc.gov.tw/
Fault drillers try to get to the bottom of Chi-Chi quake, Nature 431, p118 (2004)
Slip Zone and Energetics of a Large Earthquake : Result from the Taiwan Chelungpu-fault Drilling Project（TCDP）,Nature 444.p473-476 (2006)
高二地球科學教科書：地球與環境（上冊）南一版第5章P84
高二地球科學教科書：地球與環境（上冊）全華版第5章P103