非火山長微震與慢滑移(Slow-slip)事件之關係

在 2001 年，Dragert et al. (2001)在 Cascadia 隱沒帶觀察到一種特殊的地殼變形事 件，變形方向與GPS 位移長期趨勢相反，且事件持續時間長達 6 至 15 天。由於變形事 件發生時並未伴隨特別的地震能量釋放，因此(Drager et al., 2001)將其命名為無聲滑移 事件(silent slip event)，但其後亦有人以慢滑移事件(slow-slip event)、慢地震事件(slow earthquake)用來描述類似現象。

利用三維斷層模型對地表變形量進行模擬，(Drager et al., 2001)推論變形行為發生 在隱沒帶鎖定區(locked zone)以及過渡帶(transition zone)的下緣(圖 2.3.1)，破裂行為所累 積的震矩約為1.35 X 10¹⁹ N.m，等同於 Mw6.7 的地震所釋放出的能量。

圖2.3.1，慢滑移事件地表 GPS 變形量。綠色方塊為 GPS 測站；黑色箭頭為 3-6 年長期 平均變形趨勢；紅色箭頭為滑移事件之位移方向與位移量，圓圈為90%信賴區間。本圖 取自Dragert et al. (2001)。

在發現慢滑移事件後一年，Miller et al. (2002)分析同一區域 1992 至 2002 年連續 GPS 資料，發現慢滑移事件以14.5 正負 1 個月的週期重複發生，每次事件持續時間 2 至 4 週。

在2003 年，Rogers et al. (2003)研究非火山長微震與慢滑移事件之相關性。藉由比 較Cascadia 隱沒帶的(1)慢滑移事件週期以及(2)長微震事件之活躍度，以及(3)事件的空 間關係，發現慢滑移事件發生時，長微震事件活躍度明顯增加(圖 2.3.2)且兩事件發生位 置具一致性，因此並將此現象命名為(episodic tremor and slip, ETS)。隨後在日本(Hirose and Obara, 2006)東海(Tokai)地區、阿拉斯加(Ohta et al., 2006; Peterson and Christensen, 2009)、阿留申群島(Peterson et al., 2011)、墨西哥(Payero et al., 2008)、哥斯大黎加(Brown et al., 2005)、智利(Gallego, 2010)、紐西蘭(Kim et al., 2011; Wech et al., 2012)等區域均陸 續發現ETS 事件(圖 2.3.3)。

圖2.3.2，慢滑移事件週期與長微震事件活躍度關係。橫軸為日期；左側縱軸標示 GPS 位移方向，對應到圖中藍色實心圓；右側縱軸為長微震活躍度，對應置圖中下方黑色區 線。當慢滑移事件發生時，GPS 位移反向，同時伴隨大量的長微震事件發生。本圖取自 Rogers and Dragert (2003)。

長微震和慢滑移事件在時間與空間上具高度相關性，表示兩現象可能具類似的物理 機制。惟慢滑移事件的滑移速率相當緩慢，每小時僅數釐米，理論上無法產生大於1 Hz 以上的震波能量釋放(Aki and Richards, 2002)，但長微震之主頻卻大多位於 1-10 Hz 之間。

因此，長微震可能是在慢滑移事件發生時，因某些原因產生短暫的快速滑移時所造成；

亦或是在大規模的慢滑移區域中，存在著滑移速率較快的小區域，由這些小區域的快速 滑移產生長微震的訊號(Rubinstein et al., 2010)。

但是慢滑移事件與長微震事件並非永遠相伴出現，在部分地區至今僅觀察到慢滑移 事件，如夏威夷(Segall et al., 2006)；或僅觀察到長微震事件，如美國加州的 Parkfield 地區(Nadeau and Dolenc, 2005)，以及台灣(Peng and Chao, 2008；葉庭禎, 2011；Chao et al., 2012)(圖 2.3.3)。其原因可能是區域不存在形成慢滑移事件的條件。或是儀器的偵測能 力不足所造成。

圖2.3.3，慢滑移及長微震事件空間分布。黃色框及對應之黑體字標示觀察到 ETS 事件 的地區；黃色星號及藍體字標示僅發現長微震事件之地區；藍色圓圈及橘體字標示僅發 現慢滑移事件之地區。本圖修改自Ide (2012)。