文/地質科學系 王昱助理教授

橫跨超過兩千公里的喜馬拉雅前緣逆衝斷層(Main Frontal Thrust; MFT)是世界上最大的逆衝斷層系統之一。此前緣逆衝斷層位於世界上最高的喜馬拉雅山脈(Himalayas) 南麓，山脈與平原交界之處，分割了南側的印度板塊與北方的歐亞板塊。喜馬拉雅前緣逆衝斷層與其所連接的低角度喜馬拉雅主逆衝斷層(Main Himalayan Thrust; MHT)不僅僅是印度板塊向北碰撞歐亞板塊的產物，也是現今大型版塊邊界災害型地震的孕育構造。

在喜馬拉雅山前緣東側，此一斷層系統(MFT-MHT)的活動在過去一個世紀之中造成了1934年的尼泊爾地震 (Bihar-Nepal earthquake; Mw > 8.0) 與1950年的阿薩姆地震 (Assam earthquake; Mw ~8.6)，導致週邊地區超過數萬人以上的死傷；2015年發生於喜馬拉雅主逆衝斷層深部的廓爾喀地震(Gorkha earthquake; Mw 7.8)亦造成了將近當地一萬人的死亡。

而在喜馬拉雅山前緣的西側，東起尼泊爾西部，西至巴基斯坦的前緣逆衝斷層帶上，除了數個發生於主逆衝斷層較深部的大型地震之外，不論是地震觀測資料或是歷史地震資料皆顯示該區域的前緣逆衝斷層在過去數個世紀中並未過規模八以上伴隨地表破裂的災害地震。超過500年以上的長期板塊應力累積 導致該區在未來發生大規模災害地震的潛勢極為可觀，也需要地震地質學家更進一步的研究以了解前緣逆衝斷層上大型地震 (Giant earthquake) 的復發周期。

本人於新加坡地球觀測中心服務期間，有幸在2016至2017年間與Paul Tapponnier教授及多位印度科學家合作，對印度西北地區境內的前緣逆衝斷層進行古地震調查，以評估該地區未來可能的地震災害潛勢。由於前緣逆衝斷層同震破裂常常伴隨著超過10 公尺量級以上的斷層滑移，因此傳統古地震研究所採用槽溝開挖方式在此區域僅能提供過往一次到兩次的古地震紀錄，無法徹底滿足地震地質學家重建古地震紀錄之需求。為此，我們將研究目標轉為近地表斷層出露處之河階，從了解這些受到構造抬升的低位河階群之形成年代與相對高度下手，借此重建該地區的上磐河床同震抬升歷史以了解過去數千年內喜馬拉雅前緣逆衝斷層破裂的特性與週期。

在透過無人機空拍與現地野外實測等方式，我們研究團隊得以在喜馬拉雅山南麓的森林地帶中辨識出一系列受斷層抬升影響所形成之低位階地。比對前人於該地區之槽溝研究成果，與階地沉積物的年代，我們研究團隊得以證實該地區最後一次的同震抬升當發生於15世紀末葉之後，與歷史上的1505年地震時間相若。對比先前於尼泊爾西部之研究成果，此一新發現佐證了1505年地震之地表破裂極可能長達450公里以上，並產生規模8.8以上之大型災害地震，導致尼泊爾一帶約莫三分之一的人口死亡。

我們的研究成果亦顯示此類前緣逆衝斷層破裂導致的大型災害地震於印度-尼泊爾一帶可能有較規律的復發週期。於印度—尼泊爾一帶，本研究指出該地區的前緣逆衝斷層破裂於過去5000年間的復發週期可能為1200年以上，較其東側前緣逆衝斷層的復發週期(約800年)為長。此一較長之復發週期亦與吾人所預期之逆衝斷層地震規模相符，暗示該處的前緣逆衝斷層破裂特性較其所相鄰區段有所不同。

除喜馬拉雅前緣地區之外，本人亦應用類似的調查方式研究東南亞其他活動構造之活動特性，以描述這些活動斷層的活動特性與未來發震潛勢。此類研究成果不僅能應用於未來可能的地震災害與風險評估，推動社會的抗災與減災工作，亦可幫助地震地質科學了解斷層於近地表的破裂形為變化，使未來的地震科學研究能更深入的了解斷層活動背後的物理本質。