高屏海底峽谷快速沈積事件的判別

分析於2006 年 3 月高屏海底峽谷所採集之 OR1-785 航次岩芯沈積物²¹⁰Pb 數據，採樣岩芯的表層有一快速大量之濁流堆積，且濁流所攜帶之新沈積物從淺 海至深海均有堆積，如此龐大的沈積量是何種原因造成的呢？比對其相近時間點 上地質及水文資料。2006 年 3 月前台灣西南海域附近並無特殊之地震事件發生，

而分析高屏溪新發大橋水文測站 1998 年至 2008 年月流量圖 (圖 3-16) 發現，

2005 年流量有明顯較往年多的趨勢。2005 年強烈颱風海棠 (Haitang) 重創了東 台灣，也為高屏溪流域帶來了空前的雨量 (Huh et al., 2009)。故推測造成高屏海 底峽谷濁流的成因為高屏溪的洪氾事件，造成大量沈積物輸送至峽谷中，並於此 地快速堆積。此一事件說明了海底峽谷為陸源物質從河口往深海傳輸的重要管 道。高屏海底峽谷沈積物來源有二：陸源 (陸上輸出之沈積物等) 及海源 (生物 殼體等) 沈積物，其中又以陸源沈積物為主 (Liu et al., 2006)。台灣西南海域表層 有機碳δ¹³C 之空間分佈 (圖 3-17)，說明台灣島嶼型河川，如曾文溪、二仁溪及 高屏溪輸出之陸源物質是往外海傳輸並藉由峽谷往深海傳輸。特別是高屏溪輸出 之顆粒態有機碳，大部分皆經由幾乎延伸進入河口的高屏峽谷往深海傳輸，顯示 峽谷地形對島嶼型小河川輸出之陸源物質往深海傳輸的重要性 (許，2008)。震 測及 Chirp sonar 剖面在高屏海底峽谷分析觀察中顯示，高密度流或濁流發生的 成因以洪氾為主 (Chiang and Yu, 2008)。

新發大橋月流量

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

1998/1/1 1998/7/1 1999/1/1 1999/7/1 2000/1/1 2000/7/1 2001/1/1 2001/7/1 2002/1/1 2002/7/1 2003/1/1 2003/7/1 2004/1/1 2004/7/1 2005/1/1 2005/7/1 2006/1/1 2006/7/1 2007/1/1 2007/7/1 2008/1/1 2008/7/1

時間 流量

(m³/s)

圖 3-16 高屏溪之新發大橋月流量。說明於 2006 年 3 月於高屏海底峽谷之 OR1-785 航次前，2005 年流量相對較大。

圖 3-17 臺灣西南海域表層有機碳 δ¹³C 值之空間分佈。(取自許，2008)

前文中提到，相隔一年多後於高屏海底峽谷之OR1-785 BC2A (p.69)站位再 採集的 OR1-851 GCC 岩芯分析結果 (p.72) 顯示，兩者岩芯的頂部有相同的趨 勢，推測兩者為同一時間堆積之沈積物。而同一站位之OR1-785 GC2A 重力岩芯 的頂部²¹⁰Pb 活度值卻高達 17 dpm/g (圖 3-17)，與前述 Huh (2009)及劉祖乾 (2009) 發表之表層沈積物及懸浮物的活度值相當，說明此應才是當時的沈積物表層。此 外，OR1-851GCC 長達 145 公分，其中的²¹⁰Pb 活度值除了表層約 1 公分沈積物 較高外 (＞3 dpm/g)，其他深度的活度值介於 1~2.5 dpm/g。此一現象說明，因洪 氾所造成的濁流沈積物堆積厚度應超過150 公分，為一相當大量之堆積，且範圍 遍及整個高屏海底峽谷。此一結果也間接證實OR1-785 GC2A 採集時，使用舊型 重力岩芯採樣器，易使沈積物之表層因為設備本身的設計缺點及技術上的困難而 遺失；而OR1-851 GCC 乃使用新的重力岩芯採樣設備，改良了舊型重力岩芯的 缺點，在採樣器頂端加裝逆止閥並修正讓岩芯倒臥於甲板上的習慣。各岩芯中

210Pb 低值之快速堆積層厚度與所在位置 (圖 3-18)，因部分岩芯整根²¹⁰Pb 活度 值均低，故僅能得知最小厚度。OR1-785 GC5A (p.71)整根²¹⁰Pb 活度值均低，但 因不能得知是否為新沈積物或者表層損失的老沈積物，故無列入圖中。

圖 3-17 高屏海底峽谷中部之 OR1-785 BC2A、GC2A 及 OR1-851 GCC 的²¹⁰Pb 活度值。發現同站位的箱型岩芯及重力岩芯表層卻有不一樣的結果。

圖 3-18

3.3.2. 2006 年恆春地震對高屏海底峽谷的影響

在高屏海底峽谷中部之OR1-785 (2006 年 3 月) 及 OR1-851 (2007 年 12 月) 兩航次間，台灣西南海域於2006 年 12 月 26 日發生了規模達 7.0 的屏東地震，

地震引發了濁流破壞當地海底電纜造成通訊中斷。依照連接的機器設備記錄下海

＞33cm

9cm 19cm

＞32cm

＞145cm

13cm 17cm

3cm 未發現

未發現

底電纜斷裂的時間及位置，推測其有五個崩塌處 (圖 1-4) 並算出濁流的流速為 20.0 m/s、3.7 m/s 及 5.7 m/s，而濁流的流速與峽谷軸部坡度呈現正相關，並說明 濁流並非皆為順著峽谷坡度一路向下，而是數個崩塌所造成 (Hsu et al., 2008)。

其中之Slide 4 恰巧位於本文中的 OR1-785 2A 及 OR1-851GCC 採樣站位之上方，

但於OR1-851 的岩芯分析中相較於 OR1-785 BC2A 僅只有表層 1~2 公分之新沈 積物，未發現由地震所帶來的濁流堆積。推測峽谷中因邊坡不穩定而崩塌之濁流 可能並未直接往深海傳輸，可能只有短距離的傳輸及堆積，此結果與Hsu (2008) 之看法相同。