從海底測量地震有哪些難題？電池、深度、雜訊 克服關鍵

http://www.worldjournal.com/view/full_news/12419115/article-%E9%9B%BB%E6%B1%A0%E3%80%81%E6%B7%B1%E5%BA%A6%E3%80%81%E9%9B%9C%E8%A8%8A-%E5%85%8B%E6%9C%8D%E9%97%9C%E9%8D%B5?instance=news_pics

台灣中山大學海下技術研究所副教授王兆璋說，海底地震儀的電池、可以施測的深度，都是需要克服的關鍵；而研究團隊也還要拓展現有地震儀的測量頻寬，預定要研發到60秒的寬頻範圍。

地震儀要在海底接收地動資料，有一個最關鍵技術，就是「供電」。王兆璋表示，海底地震儀要長期待在海底工作，電池的續航力至關重要，夠持久的電池能支撐一年以上，這可以減少出航收放的次數，節省研究經費。

他表示，在合作研發地震儀之前，曾帶領學生研究新的低耗電IC晶片，發現可省下1%至10%的耗電。那時中研院地球所也正好從國外引進四套地震儀，並派技術人員到美國，了解研發海底地震儀需要克服的問題；同時剛成立的國研院的海洋中心有海洋工程師，三方發現「自己手上缺的東西好像都在對方手上」，海底地震儀的研發才順利展開。

研發海底地震儀，另一個要克服的難題是「泡在海水裡」。

王兆璋說，儀器在陸上和海裡狀況不同；為了要確認工程設計在水中如預期運作，在淺水域測試地震儀時只有「自己下去（潛水）看。」他說，每增加300公尺，工程難度幾乎就是加了一倍；研究團隊的目標是希望能做出可放在水下5000公尺的地震儀。

中研院地球所研究員郭本垣則提到，海床環境的雜訊最常以2至5秒的周期出現；而每個地震都含有各種周期的震波，在這個區間的小地震訊號就會被干擾，不易分辨。因此感應地震的器必須跨越5秒的「感應範圍」，至少要「拓寬」到10秒以上，才能跨越主要的環境雜訊高峰。

／陳幸萱

台灣位處於歐亞板塊交界帶，影響台灣安全的地震有很高比率是發生在海域，為能更清楚掌握、測量海底地震，國內研究團隊突破技術困境，自行研發出海底地震儀「庭園鳥（Yardbird）」，不但是科技實力上的突破，更被南韓「相中」，準備大展身手。

中央研究院地球科學研究所研究員郭本垣指出，台灣本島上的地震測站密布，總數多達260站以上，測量密度和質量可以說是「獨步全球」。

●海域觀測站 僅陸地1成

但在台灣周邊海域的地震觀測點，卻只有陸地的十分之一。這不僅使得海域的地震監測資料匱乏，在定位發生於海域中的小地震時，誤差更可能達10公里以上；地震學家因此無法窺測同樣複雜、同樣會影響台灣居住安全的外海地層構造。

郭本垣舉例說明，2002年3月31日發生芮氏規模6.8的外海地震，造成興建中的台北101大樓吊車墜落；2006年12月26日，屏東外海有規模7.0 的雙主震地震，引發海底土石流、切斷附近的海底電纜，掩埋科學儀器。但因為沒有海底的地震監測資料，至今科學家對這兩組大地震的研究仍然不完全。

目前中研院地球所與中山大學海下技術研究所、國家實驗研究院台灣海洋科技研究中心組成的本地團隊，成功研發出海底地震儀（Ocean Bottom Seismometer，OBS）；能夠在海底接收地震資料、擴大觀測範圍，將使地震學家對台灣的隱沒、碰撞作用及海域地震的特性有更多了解。

要施放OBS，研究團隊必須先將研究船開到適當地點，再將OBS放入海底，紀錄施放點附近的地動情形，OBS放置一段時間後再回收。

●美日及歐洲 有成熟技術

中山大學海下技術研究所副教授王兆璋說，目前只有美國、部分歐洲國家和日本擁有成熟的海底地震儀技術。台灣能「技術自主」，不僅節省研究成本、刺激國內海洋工程產業發展，也不必再因為機器必須送到國外維護，錯失能夠出海測量的時機。

除了增加海底地震儀可以接收的震波頻寬，由國研院海洋中心災防組組長田蓉禮帶領的研發人員，也正嘗試在海底地震儀裝上數位相機鏡頭和動量偵測器。郭本垣表示，未來將把這套研發技術應用到偵測海底、陸上土石流；研究土石流發生前的能量累積、以及一開始產生的振動訊號，發展成土石流預警系統。

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科學家表示，黑猩猩會模仿玩伴的笑聲，即使牠們並不覺得好笑，而目的與人類相同，都是要藉此加強與同伴的關係。

英國「每日郵報」（Daily Mail）報導，樸茨茅斯大學（University of Portsmouth）心理學家戴維拉羅斯（Marina Davila─Ross）博士的研究發現，猩猩會利用笑聲增進社會關係，顯示猩猩利用表情的方式，較原先所知複雜。

戴維拉羅斯表示：「人類顯然在許多社交情況下，以笑聲作為重要回應，而特別有趣的是，黑猩猩似乎也同樣明顯地以笑容作為應酬同伴的方式。」

「我們發現，牠們回應式的笑聲與人類對談中的笑聲很類似。兩者都比自發性笑聲來得短，且似乎都被用來增進社會互動。這種回應方式可能為合作和社會溝通帶來重要優勢。」

戴維拉羅斯在「情感」（Emotion）期刊上發表研究報告，這項研究的觀察對象，是尚比亞奇方希野生動物孤兒院（Chimfunshi Wildlife Orphanage）黑猩猩保育區中的四組共59隻黑猩猩。

戴維拉羅斯表示：「這種隨其他同伴笑聲而發笑的現象，在靈長類動物的演化過程中，似乎根深蒂固。這種笑聲回應也出現在人類成長早期階段。猩猩和猴子也會模仿其他猩猩的表情，如打呵欠和做鬼臉」。

她並說：「500萬年前，猩猩和人類的祖先想必以笑聲作為相對真誠的社會回應。此後控制笑聲的能力和適應環境的優勢即大幅增加，這可以解釋，為什麼笑聲會成為人類高度老練、無所不在的合作與社交工具。」（中央社）

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日前紐西蘭發生芮氏規模6.3級淺層地震，透過分散各地的地震儀收集到的資料，地震學家可以在幾分鐘內推算出地震的規模和震源位置。中央氣象局地震測報中心表示，目前僅有台灣、日本較積極在推動「地震速報」；位處地震帶、加上密集的地震觀測網，也使台灣的地震研究領先全球。

氣象局地震測報中心主任郭鎧紋說，密集的陸上地震觀測站，加上氣象局自己應用強地動觀測網，發展出能在地震發生後馬上發布地震規模、震度、震央及深度的「速報系統」，使台灣能快速的公布地震情報。

氣象局地震測報中心地震監測課課長許麗文指出，地震儀能夠收集地表在不同時間的震動資料；將震波和平常的訊息比較，就可以判斷出是否為地震事件。

地震儀記錄到的地震波震幅，可以換算成地震規模與震度。她指出，地震規模只有一個，因為一個地震只有一個震源；但是震度就因距離遠近與各地的地質條件而異。

「就像放鞭炮，在爆炸點釋放出的能量是固定的，但與爆炸點距離不同，感受到的震動也不同。」

至於震源的定位，則是利用震波傳送到不同地震站的時間差，推算地震波走了多遠才到達測站，回推震源在三度空間中的位置。

許麗文指出，目前地震測報中心的電腦自動地震報告，會在30秒內算出來；再經過輪班人員的專業判斷，3至5分鐘後，就會向各單位發布正式的地震報告

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