地震與我們的距離【台灣地震科研天龍特攻隊】黃信樺：從地底成像做到山崩監測
刊出日期 2024.08.27
米崙光纖計畫中，黃信樺與馬國鳳等中研院地球所團隊合作，引入並鑽研最新DAS技術（Distributed Acoustic Sensing，分散式聲波感測技術）、把光纖變成高解析度的地震儀，監測台灣活動最頻繁、可能與琉球海溝構造連動的米崙斷層。
光纖放入700公尺深的鑽井後，能收集地下微弱的震動訊號，還可鎖定破碎帶位置，探索其特性。這項技術若發展成熟，不僅能作為地震監測的新利器，還有助於淺層構造的探勘，用高解析度探索震波的放大效應，具減災應用價值。
在米崙光纖計畫之前，黃信樺就擅長運用地震波，剖析人類難以觸及的地下構造。這種名為「層析成像」技術，是透過地震波通過不同地層時的速度差異，來勾勒出形貌。黃信樺2014年赴美擔任博士後研究期間，便透過這項技術發現，美國黃石國家公園地表下可能蘊藏一座比已知範圍更深、大4.5倍的岩漿庫，研究結果2015年登上頂尖期刊《科學》（Science），幫助科學家了解火山演化歷程及危害。
黃信樺｜為地球「健檢」
- 學歷：台大地質科學研究所博士
- 專長：地震學、地震地體構造學
- 資歷：黃石國家公園岩漿庫研究、大屯火山岩漿庫研究、參與新一代地震預警系統研究等
為大屯山照「X光」，讓火山岩漿庫顯影
黃信樺表示，能照出岩漿庫的關鍵，其實要靠來自全世界的「遠震」資料。地殼要夠接近地表才夠冷、夠脆，因此火山地區地震分布也較淺，往下接近岩漿庫就幾乎沒有地震，「如果只拿很淺的地震去做層析成像，就只能看很淺的東西；（震波）從根部上來，才看得到岩漿庫。」
「我們當初發展這個技術的時候，是為了了解台灣的板塊構造，因為歐亞板塊跟菲律賓板塊碰撞，兩者呈現一個特殊三維幾何，需要加強深部的解析能力，所以才加入遠震，」黃信樺說。
黃信樺也將當年在美國研究火山岩漿庫的經驗，應用於台灣情境。2021年，他透過遠震資料發現，台灣北部大屯火山群底下約8公里到16公里處，可能有一外型如「牛奶罐」的岩漿庫，這比過去科學家預估的地下30公里來得更淺，也有助於科學家進一步評估大屯火山災害風險。
黃信樺表示，台灣之所以有遠震資料可使用，要感謝中研院地球所副所長林正洪執行大屯火山研究計畫時所建立的「福爾摩沙陣列」，當時北台灣一共放置了140台「寬頻地震儀」，以5公里為間隔均勻分布。這種儀器昂貴而靈敏度高，可接收遠震，才有辦法揭開大屯火山下的面紗。
黃信樺研究室內的火山模型，是已畢業學生送給他的禮物。被問到為何對火山情有獨鍾，黃信樺笑說自己其實興趣很廣，只是與火山特別有緣分，因研究受到矚目，他也對火山愈來愈有興趣。
「其實我研究室做的，有時候比較像誤打誤撞；我現在去做地熱，後來發現與火山可以連結，因為地熱就必須在火山上面，他們又跟層析成像這項技術綁在一起。其實最後發現，我像是在做地底下的成像，只是成像技術一直改良，看不同的東西。」
從震波可以看見地球的未知
黃信樺考上地質系之後，透過一次次出野外調查驗，慢慢啟發對地球科學的興趣，「我覺得去了解大自然，是一件很酷的事情、很有趣的事情。」不過這幾年，他希望科學不只滿足好奇心，也能對大眾有幫助，研究範圍也從博士班時期研究地球深部構造，橫跨到較淺的岩漿庫，目前手上還有山崩監測計畫。
從震波看見了地球的未知，黃信樺期待自己能為防災貢獻心力，「利用我的專業，想辦法看更精細、更近地表的東西。一開始可能只受到科學的好奇，隨著技術成熟，接觸的東西愈來愈廣，我發現我可以做更多的事，可以去做大家更有感的構造。」
不僅是拍出靜態的地球X光片，接下來黃信樺還打算要做「地震速度變化偵測系統」。他比喻，得到X光照片後，也要每年健檢，定期追蹤狀況，科學家從時間變化來觀察構造的演化發育、如何從破壞到癒合，也會有助於了解斷層滑動特性。
誰幫我們完成這篇文章
文字
《報導者》Data小組召集人。寫文字也寫程式。喜歡結合數據、圖表、影像來說故事，也努力了解當代科技技術、實驗新聞的可能。對科學題材常有滿滿熱忱，想和讀者一起保持好奇心，探索未知的世界。
攝影
《報導者》攝影師。有志於影像書寫的紀錄者，相信說故事是開啟深度交流的關鍵鑰匙。日本早稻田大學政治經濟學部畢，享受在攝影過程中觀察人與人的互動，並試著將人文社會學和行為經濟學的知識運用在生活中，正努力推廣台灣的攝影教育，協助規劃「在地影像扎根計畫」，興趣是探索城市的B面，希望保有持續做夢的能力。
核稿
《少年報導者》總監。從沒有手機和電腦的時代開始當記者。記者是挖礦人、是點燈人、是魔術師──要挖掘世界的不堪，為喪志的人點燈，將悲傷的事幻化成美麗的彩虹⋯⋯常常會失敗，但不能放棄去做到。
相關文章