- 盲斷層 2013/04/01 盲斷層(Blind thrust fault)
國立臺灣大學土木工程學系博士陳毅青何謂盲斷層？
2013年3月27日在南投縣發生芮氏規模6.1的地震，中央氣象局研判跟「盲斷層」活動有關，究竟什麼是「盲斷層」？
由美國地質調查所(U.S. Geological Survey, USGS)的定義，盲斷層(blind fault)是指地表下岩體受到大地應力擠壓產生斷層，但並未發展至地表上的斷層，無法從地表露頭觀察判斷，故稱盲斷層，如圖一所示，斷層錯動僅造成上部覆岩產生背斜摺曲(folding)，未產生斷裂，故人們無法直接從地表上觀察到地底下是否有斷層存在。而又因為盲斷層大多屬於逆斷層(reverse fault)或稱逆衝斷層(thrust fault)，故盲斷層原文大多稱blind thrust fault(盲逆衝斷層)。
圖一 盲斷層示意圖(資料來源：USGS, 2013)
盲斷層能不能被觀測到？
美國加州在1987年發生規模6.0的Whittier Narrows 地震，以及1994年發生規模6.7的北嶺地震(Northridge earthquake)，地質學家們便懷疑洛杉磯可能存在一條盲斷層，地質學家便利用石油專油井進行震波測勘，成功偵測到洛杉磯都會區東方的Puente Hills有一條盲斷層存在，如圖二所示，該斷層破裂帶僅延伸到地表下4公里處，而是在地表下4公里至地表面形成摺曲構造，因此，在地表面便無法得知該斷層的存在。地質學家便能根據斷層的形態與長度，推測該斷層發生規模6.5~6.6地震重現期約為250~1,000年，規模7.0的強震重現期約為500~2,000年。
該項研究顯示盲斷層可能藉由現在地球物理方法偵測，並且研判可能產生的地震規模，作為該地區地震災害防治重要資訊。
圖二 Puente Hills的震波測勘影像(資料來源：Shaw and Shearer, 1999)
南投327地震是否由盲斷層引起的？
近日發生在南投縣發生的地震就竟是不是由盲斷層所引起的？目前學界仍抱持不同的看法。有一說法表示該地震震央(epicenter)位在車籠埔斷層42km處，且震央並非位於目前我們所知任何斷層上，因此推測該地區可能有一條我們未知的盲斷層。
事實上，震央並非發生在目前我們所知任何斷層上並不代表該斷層一定是盲斷層。由圖三所示，地震的震央、震源與斷層關係是一個三維空間分布，當斷層錯動產生地震波的位置稱為震源(hypocenter)，地震震源向上垂直投影到地面的位置則稱為震央，可以知道震央並非地震發生的真正位置。此外，而我們常見的臺灣斷層分布圖，也是將三維分佈的斷層投影到地表上。因此，震央並非發生在目前我們所知任何斷層上並不代表該斷層一定是盲斷層。
故臺灣大學地質系陳宏宇教授由地質剖面圖推測該地震是由「大茅埔-雙冬斷層」所引起的，未必是盲斷層。若要進一步確認該地震是由哪個斷層所引起的，則需要更多現地調查、鑽探或地球物理探測的證據才能確定。
圖三 地震的震央、震源與斷層關係(資料來源：中央氣象局，2013)
參考資料
- USGS (2013) http://earthquake.usgs.gov/learn/glossary/?term=blind%20thrust%20fault
- Shaw, J.H. and Shearer, P.M. An Elusive Blind-Thrust Fault Beneath Metropolitan Los Angeles Science 283, 1516-1518 (1999).
- 中央氣象局 (2013) http://scman.cwb.gov.tw/eqv5/eq100/100/013.HTM
- 氣候科學家該攜手行動了 2013/03/04
氣候科學家該攜手行動了
知識通訊評論第120期（本文是英國倫敦大學學院地球科學系的氣候科學教授雷普利（Chris Rapley）在2012年8月30日《自然》專文）。
反對氣候變遷的聲音，因為訴求簡明，策略有效，在全球聲勢看漲。氣候科學界迷於研究數據，說理繁複，態度本位，也不面對過去以來的行業信譽危機，現在應是攜手合作面對問題的時候了。
最近，我與英國右翼政客討論了氣候變化問題。我們都聲稱站在理性和公正的制高點。但是，我們的想法並沒有交集。他的論點對此問題不屑一顧：認定是並未發生的誇大過程；溫度變化不顯著；人類會能適應。他將減緩氣候變化視為經濟發展的威脅，並認為解除管制的市場，能夠解決任何問題。他的臨別贈言像是被勝利沖昏頭，「在關鍵的政治當權者中，你已經輸了這個議題！」
在美國、加拿大和澳洲，氣候科學成為右翼政治攻擊的焦點，已有一段時間。然而，這在英國是一個新的發展。僅在四年前，英國氣候變化法案獲所有黨派支持通過而成為法律。且在2010年，保守黨首相卡麥倫（David Cameron）說，他希望聯合政府是「有史以來最綠色的政府」。然而，最近同樣的一個政府決定，將降低綠色能源的補貼，在先前的承諾上開了倒車。
2004年，極端天氣在孟加拉造成三千萬人流離失所的大洪水。
根據預測，隨著全球持續暖化，類似2004年在孟加拉造成三千萬人流離失所的洪水的極端天氣，會變得更加頻繁。
在國際層級上，美國國內的黨派僵局，嚴重損害了削減全球溫室氣體排放的進展。美國氣候變化特使史騰（Todd Stern），目前已建議，可能不得不放棄已廣被採納，對全球暖化的攝氏兩度限制。
由此可見，輕視的聲音勝過了科學的訊息。他們成功的一個重要因素是有效的溝通策略，那是氣候科學界還沒能學習或利用的。如果決策是基於證據，而且想要釐清進一步扭曲真相的風險，主動糾正平衡就至關重要。如同政治科學家薩爾維茲（Daniel Sarewitz）、小皮爾克（Roger Pielke Jr）和其他人所指出的，從政策的角度來看，「我們知道夠多了！」
現實檢查
第一步是了解相反證據既已如此廣泛和令人信服，輕視氣候變化的聲音為何還能立足。社會科學家和心理學家對此已經發表了很多論述，但是這並不意謂，它已被氣候科學界閱讀、理解或吸收。身為倫敦的科學博物館、英國南極調查計畫和國際地圈─生物圈計畫前主任，我的經驗是，這些說法並未被了解，尤其是在資深科學家間。 Continue reading →
- 複雜難理的燎原森林大火 2013/02/26
複雜難理的燎原森林大火
知識通訊評論第120期近年來美國西部的森林大火更加頻繁、也更為熾烈、這與氣候變化等因素有關，也與過去勤於撲滅森林大火的人為因素相關。面對未來在氣候環境生態方面的不確定性、如何才是森林最合宜的生態、確實是棘手的難題。
二〇一一年六月二十六日星期日午後不久，強風吹倒了新墨西哥州北部傑梅茲山區的一棵白楊樹，壓在電纜線上。那一年天氣乾得很，當週氣溫又比平常高很多，結果電纜線走火引發大火，陣陣強風將火焰帶到附近濃密的樅樹跟松樹林。
在不到一小時內，待在距離聖塔菲五十五公里遠的家裡的生態學家艾倫（Craig Allen），從一封美國林務局火災控管經理寄來的電子郵件裡，得知這場大火。「我希望各位能把這場大火撲滅，」他回信寫道，「我們可不需要在傑梅茲山區再來一場森林大火。」
然而艾倫已經可以望見西邊竄起一道灰色的濃煙。到了隔天清晨，拉斯孔恰斯地區的這場大火已經燒掉一萬七千五百公頃的森林，相當於每三秒鐘就燒掉一公頃。五天後燒掉的面積增加到四萬兩千公頃，成為新墨西哥州史上最嚴重的森林大火。等到幾週後這場大火控制下來時，已經有超過六萬公頃的森林跟灌木林被燒掉，很多地方被燒得相當徹底，除了燒焦的樹幹跟塵土以外，什麼也沒留下。
對於在新墨西哥州洛斯阿拉摩斯美國地質調查局服務，研究傑梅茲山區森林三十多年的艾倫來說，發生森林大火並非意料之外的事，但是火勢蔓延的速度跟強度卻讓他始料未及。後來艾倫跟其他幾位森林科學家巡視燒燬的地區，都嚇得無言以對。從可以追溯到一六○○年的年輪火燒痕跡研判，被大火燒得精光的森林面積，使得先前幾次森林大火相形失色。艾倫說這次大火可能讓森林永遠都無法復元。
只剩焦土的森林不會留下樹木種子，不但土壤裡的營養物燒光，還會增加走山的可能性。
美國整個西部每年被大火燒掉的森林面積，過去數十年內明顯增加（詳見《烈焰愈熾》），科學家把這股趨勢歸咎於氣候暖化和乾燥，以及近一個世紀來對野火的抑制與其他的人類活動。艾倫指出在森林大火與氣候變遷交相運作之下，會將生態系統帶入新的境地，而且不只是美國西部，全世界各地皆然。就拿傑梅茲地區為例，這會使當地的黃松森林轉變成灌木林。「我們長久以來所認識的森林，正在逐漸消失當中，」艾倫說，「我們現在前途未卜，還不知道事情會變得怎樣。」
一片死寂
在拉斯孔恰斯地區發生大火十三個月後，一個晴朗的季夏日子，艾倫沿著火場南部邊緣，剛好就在班德利爾國家紀念碑外側的一處河谷漫步，這裡有錯綜複雜的峽谷，藏著許多哥倫布發現新大陸之前，建築在懸崖上的住所。除了少數灌木跟野草以外，半山腰上許多原先長有松樹跟樅樹的地方，如今棕禿禿的一片，空無一物。燒焦的鱷魚杜松樹幹，原本是可以活個好幾百年的崢嶸老木，現在卻像扭曲的手一樣斜插在地上。樹蔭只不過是個虛無縹緲的希望，地貌一片寂然，只有幾隻獵鷹在頭上盤旋。艾倫很高興還能在地上看到一些螞蟻。
這裡看起來就像死亡谷一樣乾瘠，但其實不然。這片山區一般來說，每年會降下四十公分的雨量，這在大體上氣候乾旱的美國西南部來說算很多了，理論上已經足以使森林再生，至少過去就是如此。由於森林大火燒得並不平均，通常會留下一些倖存的樹木，提供一些種子給燒掉的地區，讓森林得以再生。 Continue reading →
- 【影音分享】地球證詞：人類和宇宙的奧祕系列 2012/08/22
地球證詞｜人類和宇宙的奧祕系列
資料提供｜大愛電視台大愛二台HD頻道節目【地球證詞】，MOD99台，是以紀錄片與導讀結合而成的訪談節目，每集播出共一個半小時，前一小時為國際紀錄片，後半小時為來賓專訪導讀。期待透過國際寬廣視野和在地關懷，提供觀眾不同的視野與高度。
將於8/27~8/31推出【人類和宇宙的奧祕系列】：
8/27 地平線_宇宙的誕生 導讀老師:吳俊輝教授
8/28 科學的歷史_宇宙的奧秘 導讀老師:高涌泉教授
8/29 科學的歷史_宇宙有無盡的能量嗎? 導讀老師:朱慶琪教授
8/30 科學的歷史_世界的成因 導讀老師:陳竹亭教授
8/31 地平線_真實世界探秘 導讀老師:吳俊輝教授
敬請收看！
【相關連結】：
大愛台節目：http://videoblog.tzuchi.my/?cat=35
國立台灣大學科學教育發展中心：CASEdu 教育平台：http://case.ntu.edu.tw/CASEDU/?p=1145
- 天有不測風雲 2011/10/11
天有不測風雲
台中市南屯區大業國中彭天音老師/國立台灣師範大學地球科學系陳正達教授責任編輯
作者：Adam Hopkinson@Flickr
在大自然界的 各種迷信中，氣象佔有重要位置。這些現象也常是古人心目中上天震怒的象徵，一旦人們對天氣現象的疑問得不到正確解釋時，於是有「天有不測風雲」的說法。我 國古代書籍中有關氣象災害及迷信的記載十分常見，這裡主要的對象是指一些風速較大的風或暴風現象，天氣迷信最常見的就是認為遭天怒，是上天處罰有罪的人， 這些令人恐懼的自然現象也常影響著人類生活。中國傳說帝堯要傳位給帝舜的時候給他三種考驗，其中一項便是要求「烈風雷雨弗迷」，即要大舜在暴風雨中雷電交 加的情況下行進也不會迷路，可見能有處變不驚的領袖氣質，這在當時漁獵社會的背景中也是一項重大的考驗。而《莊子》書中提到「至人」所應有的修養也是要能 「疾雷破山風振海而不驚」，這又是另一個以暴風雷雨為測驗的例子。 Continue reading →
- 凝結尾 2011/10/11
凝結尾 (contrail)
臺中市南屯區大業國中彭天音老師/國立臺灣師範大學地球科學系陳正達教授責任編輯
圖片來源：http://en.wikipedia.org/wiki/Contrail
第一次世界大戰期間，「凝結尾」(contrail)開始在天空密集露臉，它是不折不扣的人造雲，誕生於高空飛機的機尾，因此現在雲族增加了一位新成員， 在兩百多年前左右，何華特首開先例為它命名。 Continue reading →
- 種雲(cloud seeding) 2011/10/11
種雲(cloud seeding)
台中市南屯區大業國中彭天音老師/國立台灣師範大學地球科學系陳正達教授責任編輯
作者：amandabhslater@Flickr
一般人認為「天上沒有雲就不可能下雨」，但是就算天上有各式各樣的雲，卻也不一定會下雨。過去六十年來，科學家已經做過很多次實驗，將人造的結冰核施放到雲裡面，藉以改變雲的行為，「種雲」的想發是希望飽受乾旱之苦的地區能增加降雨、減低嚴重雹暴的災害程度、消除機場大霧，甚至減弱颱風的破壞性。而人造雨的想法即是：選擇有雲的天氣情況下，撒播適當的種雲，增強降雨的機制。 Continue reading →
- CCD影像光度測量原理 2011/10/06
CCD影像光度測量原理
臺北市立中崙高中地球科學教師 林詩怡/國立台灣師範大學地球科學系傅學海副教授責任編輯當所觀測的天體影像已經做好分析前的影像淨化工作後，就可以進行影像中的星點光度測量或是其他的研究。
在底片時代，除非有經過校正後的透射式掃描機將底片上的星點影像數位化，通常以星點大小來作為星星亮度的分析依據，不僅誤差較大，分析速度也慢了許多。有了CCD觀測到的天體影像，只要將屬於星星的影像信號強度累加起來，再與已經經由天文學家確認過的參考星亮度作為換算依據，就可以知道影像中的星點亮度為多少。
同樣的，這樣的分析過程可以輕易的以電腦軟體完成，但是其背後的原理又是什麼？
所有的CCD影像分析都建立在一個假設上：假設CCD對光線強度的反應為線性反應。
星點亮度的估算方法，就是將星點所佔的所有像素信號強度加總，減去這些像素的背景值，所得到的即為此星的觀測信號強度。
下圖為CCD影像中其中一顆星星的信號強度二維分布圖，可以明顯看出中央信號較強的部份即是星點所在之處。
- 複雜難理的燎原森林大火 2013/02/26
