打開火山-大屯火山觀測站

認識火山
解密火山
親近火山
火山消息

火山秘密

我家住在一座活火山旁邊？

位於臺灣北部的大屯火山群，近年已被科學家們證實為『活火山』，其地理位置緊鄰大臺北都會區，如果有活動可能會影響全臺三分之一的人口，其中人文歷史文化薈萃、溫泉風氣盛行的北投、宛若置身外國風情的天母，以及臺北人的後花園–陽明山國家公園等地，都是影響範圍。

因此，為了有效評估災害的影響範圍，並提供防災單位建立有效的防災計畫與應變準則，岩漿庫的詳細資料與可能噴發的位置，都是我們必須要深入了解的。

收集四面八方的地震波，幫大屯火山拍張「X 光」照片吧！

對科學家來說，每一個地震就像一個X光的發射器，而發射出的地震波就是X光。因此，用地震波去計算地底構造，就像是用X光去拍地底的X光照片，這個技術就是震波層析成像（Seismic Tomography）（註1）。

但是如何利用地震波找到岩漿庫呢？

利用地震波中的P波（Primary Wave or Pressure Wave）和S波（Secondary Wave or Shear Wave）。P波在固體的岩石中傳遞比較快，在液態的熔融岩漿中傳遞得慢，而S波無法在液態的熔融岩漿中傳遞。

地震波的S波無法在熔融狀態的岩漿中傳遞，P波則是在熔融狀態的岩漿跑比較慢。因此，當它們穿過岩漿庫會造成S波陰影和P波緩達的現象，可用來推知岩漿庫的面積與大小。

因此，當地底下一、兩百公里處發生地震，產生的地震波傳遞到地面的過程中，當S波遇到熔融狀態的岩漿庫會無法傳遞。

如示意圖中左圖，地表的六個測站，發生地震時，黃色的地震觀測站因為位於岩漿庫正上方接收不到S波，岩漿庫範圍以外的橘色測站才收得到S波。於是，我們就可以從沒有接收到S波測站分佈的『陰影範圍』，來估算岩漿庫的位置與面積了。

不過S波陰影只能估算岩漿庫投影到地面的面積大小，無法估計厚度。因為無論岩漿庫厚度多少，S波統統會被擋掉無法傳遞，這時就需要P波了。

我們回憶一下，地震波中的P波在固體岩石中跑得快，熔融狀態的岩漿中跑得慢。所以就如示意圖中右圖，同樣地表有六個測站，岩漿庫外的橘色測站會先收到P波訊號，岩漿庫正上方的黃色測站會晚一點收到。

當岩漿庫越厚，P波受阻礙的距離越長，黃色測站就越晚收到P波。因此從P波的延遲時間反推，就能估算出岩漿厚度（註2）。

在北臺灣佈下高密度地震網，解析大屯火山群的「內餡」

科學家首先從分布在大屯火山群的40座地震觀測站，利用S波消失（陰影帶）的觀測現象，證實大屯火山群下有岩漿庫的存在。為了更進一步地了解大屯火山群岩漿庫的生成原因與幾何形貌，從2018年開始在北臺灣地區設置臺灣陣列（Formosa Array）地震觀測網，共有146個地震觀測站，來提高對地下構造的解析度。

而每個測站間的距離約為5公里，同時安裝精密、高感度的寬頻地震儀，透過記錄到大量地震的數據有利於提高對地下構造的解析度。就像是照片的像素越多，影像越清晰；地震測站要夠多，對地下構造的解析度才會夠好。