尋找全台的活動斷層 
台灣的活動斷層分佈在全島不同地區，要找出這些隱身地下的活動斷層，科學家有什麼好辦法嗎？
文／楊嘉慧
審稿／經濟部中央地質調查所構造與地震地質組科長 盧詩丁
近幾個月來，全球各地不斷發生大地震，不免令人擔憂台灣發生大地震的可能性。台灣的地震絕大部份是斷層錯動所引致的結果，若能知道活動斷層的位置，將有助於防範地震造成的災害。
活動斷層是指最近 10 萬年內曾經活動並引發地震的斷層，若在 1 萬年內曾經活動，歸類在第一類活動斷層，其再度活動的機率較高；1 萬年以上未曾活動的斷層，則為第二類斷層。1998 年時，學者根據文獻資料統計出全台有 51 條確定及存疑的活動斷層，經濟部中央地質調查所經兩年調查，至 2000 年公佈台灣有42條活動斷層，其中 23 條確認是活動斷層；再經過 10 年研究，現在確定的活動斷層數增至 33 條，有 4 條因資料不足，無法判斷，另 5 條斷層則與其他活動斷層合併，或排除其為活動斷層的可能性。這 33 條斷層主要集中在中部、西南部以及東部地區，人口密集的大台北地區則有一條山腳斷層（見下圖）。
2010年2月底最新公佈的33條活動斷層中，有20 條屬於第一類，其餘為第二類；另外還有4條因資料不足，目前尚未確定是否為活動斷層。（資料來源：中央地質調查所；電腦繪圖：姚裕評）
挖井鑽探尋找斷層
有些斷層活動只使地表產生破裂，斷層沒有出露，這時得仰賴如地球物理測定法調查。（影像來源：張中白）
由於斷層在地底下，研究人員無法看見斷層的完整面貌，往往要搭配空中調查（如衛星定位、航照影像）、地表調查（如地質鑽探、找斷層露頭、地形分析）及地下調查（如地球物理測定法）等多種資料類型綜合分析，才能知道每條斷層的特性及長度範圍。
經濟部中央地質調查所構造與地震地質組科長盧詩丁表示，斷層活動過程通常會留下位移錯動的痕跡，此為尋找斷層的重要線索之一。若從航照圖或衛星影像找到斷錯河、斷錯山腳等水平斷錯地形時，即可依此判斷該處可能為走向斷層所在；若發現斷層露頭（即斷層在地表裸露出來，沒有被泥土、植物、建築物等覆蓋），也可從裸露出來的地質狀況，分析斷層類型。
然而大部份的斷層露頭都會被植物、泥土、沉積物等覆蓋，常常得從其他調查管道尋找斷層位置，例如有地形落差的地方也可能存有斷層，而斷層露頭就在地形落差處附近。不過，侵蝕作用會改變地貌，所以得同時從當地的地質條件預測斷層露頭及斷層可能存在的範圍，例如林口台地和台北盆地之間因長久侵蝕，只能預估斷層露頭存在的可能範圍，而無法知道確切位置。推測斷層露頭所在範圍後，便可用地質鑽探法確認斷層的實際位置。
進行地質鑽探時，為了盡快鑽到斷層面，鑽探的地點必須盡量靠近露頭。鑽探時會同時挖好幾個井，取數個岩心樣本相互比對。從地下取出的岩心樣本呈圓柱狀，若能從岩心的岩性或沉積構造看出地層的不連續性，或出現斷層擦痕（上下盤錯動時，斷層面留下的擦痕），即可能是斷層面所在，如林口台地邊緣的岩心就有發現斷層擦痕的存在。如果於上、下盤之間發現斷層泥，表示此處受斷層活動頻繁，因而岩層被磨碎成泥狀。
找到斷層面後，若鑑定出地質年代為較舊的岩盤疊在較新的岩盤上時，即是下盤往上盤移動的逆斷層，反之為正斷層。從岩心樣本也可推估斷層的傾斜角度，在知道露頭的位置時，只要將其中一個岩心樣本找到的斷層點與露頭點相連，即可求出斷層傾斜角度；或可將兩個斷層點相連，也能算出斷層的傾角。
通常地形落差處可能為斷層所在，不過地形可能被侵蝕，而造成地形落差位置改變，斷層位置被錯判。鑽探採到的岩心樣本，若可看見斷層泥，表示為斷層的所在深度。若將兩個斷層深度A、B連線，可求出斷層傾角。（電腦繪圖：姚裕評）
用機器判讀地底下的秘密
斷層的長度可由數公分到數百公里，雖然挖井鑽探可得到較精確的斷層所在深度與位置，但此法較耗時，且私有土地不易取得鑽井同意，因此研究人員輔以地球物理測定法確認斷層長度。最常使用的是反射震測法，即人工產生一個震波向地底下傳遞，當震波穿過波速不同的地層層面會形成反射與折射，在地表接收反射回波並計算回波數量、角度及傳回來的時間等，就能分析底下的地層結構，並判斷有無斷層。
其他尚有電阻法、微震法等。前者是將電流導入地下，利用不同岩層的導電性不一樣，而測出淺層的地下結構；微震法是量測近期內發生小於 3.0 的無感地震，分析該處的斷層型態、大地應力走向等等。
活動斷層的調查，主要是為了確定斷層的位置、長度範圍，好藉由限建或補強，降低震災的嚴重性。學者也可針對已確定的活動斷層，在斷層所在地，開挖長、寬約數公尺至數十公尺、深度在 10 公尺之內的槽溝，以尋找過去的斷層破裂面，研究古地震，進而推測以前地震發生的時間，並預估地震的週期，都有助於預警工作。
台灣百年來的大地震
下表為台灣本島 100 多年來規模 7.0 以上的地震。其中，1935 年的大地震發生在新竹至台中之間，研究人員發現獅潭斷層與屯子腳斷層有顯著地裂、地陷等斷層錯動現象。1951 年發生的大地震為花東縱谷地震，從 10 月至 11 月共記錄了 4 次規模 7.0 以上的大地震，震央間相距分佈長達 100 多公里，4 次大地震引發台東米崙及花蓮玉里、池上等斷層錯動。
延伸閱讀
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〈地震災害及防治〉，羅俊雄撰文，《科學月刊》1999年08月號
〈新城斷層的古地震研究〉，陳文山、劉力豪、盧詩丁等撰文，《經濟部中央地質調查所特刊》2003年12月號
《九二一地震車籠埔斷層沿線地表破裂位置圖》，經濟部中央地質調查所編著／出版
高中課本《地球科學》
資料來源:科學人雜誌http://sa.ylib.com/saeasylearn/saeasylearnshow.asp?FDocNo=1621&CL=72