花蓮地震災害研究-跨米崙斷層井下光纖地震觀測

        2022年開工第一天傍晚,花蓮外海一顆規模6.0的地震為地震研究開啟新序幕。由中央研究院地球科學研究所與本校地震災害鏈風險評估及管理研究中心共同執行的跨米崙斷層井下光纖地震研究,在花蓮七星潭設置兩口井下地震觀測站,並引進光纖地震觀測技術,是世界上首例跨斷層的光纖地震研究。該研究預計於今年底設置完成,開啟地震觀測「光」世代。

        2018年的花蓮地震造成諾大的傷亡損失,其中引起重大災害的米崙斷層活動週期不到百年,更須關注。地震災害風險評估已是現代都市開發規劃中不可忽視的項目,而在進行地震災害風險評估之前,收集完整的地震資訊更為重要。本校馬國鳳教授主導並規劃的米崙斷層斷層鑽井計畫(Milun fault Drilling and All-inclusive Sensing project, MiDAS)在中央研究院關鍵計畫與教育部高教深耕計畫等經費的支持下,於2020年啟動,地震觀測站選址於花蓮七星潭,分別於米崙斷層上、下盤設置井下地震站。參考車籠埔斷層鑽井研究經驗,並引進光纖地震觀測技術,結合傳統井下地震儀與新一代地震光纖,建立跨斷層地震觀測。

        921集集地震已逾20年,科技部台灣車籠埔斷層鑽井計畫(Taiwan Chelungpu-fault Drilling Project, TCDP)在台中大坑設置了井下地震觀測站,自2006年起開啟長達15年的地震觀測,並對台灣地震研究提供了卓越的貢獻。TCDP地震觀測站已於2021年退役,而接棒的MiDAS計畫承先啟後,期望成為開創台灣地科學界下一個二十年輝煌的重要起頭,將台灣地震觀測與災害風險評估研究推進至「光」世代的領域。

米崙A井光纖安裝,藉由BHA(bottom hole assembly)固定於套管,將安置於米崙斷層上盤深度700公尺之處,可將井下光纖地震資料傳回地表。
(照片由中央研究院地球科學研究所提供)
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米崙地震光纖安裝,地震光纖電纜固定於套管,全長700公尺(深度),將安置於米崙斷層上盤。並另於斷層下盤處設置500公尺深光纖地震觀測站。
(照片由中央研究院地球科學研究所提供)
 
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跨米崙斷層地震光纖電纜,斷層上盤設置深度700公尺光纖地震站,下盤處設置500公尺深光纖地震站,雙站連結進行世界首次跨越斷層進行光纖地震觀測。
(照片由中央研究院地球科學研究所提供)
由馬國鳳教授(左下)主持率領中央研究院與本校研究人員的米崙斷層光纖研究(MiDAS計畫),引進光纖地震觀測技術,是世界上首例跨斷層的地震。預計111年設置完成開啟地震觀測光世代。
(照片由中央研究院地球科學研究所提供)

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