台學者改寫板塊運動學說 研究登上《自然》期刊

台學者改寫板塊運動學說 研究登上《自然》期刊
三種不同的板塊邊界|Photo Credit: Jose F. Vigil. USGS Public Domain

我們想讓你知道的是

林佩瑩以「父母帶小孩」舉例,父母拉著小孩走,但小孩沿路上會受到不同因素干擾,例如路邊飲料攤等,軟流圈也一樣,移動過程會受到小尺度對流運動、上部地函存在的「局部通道流」影響,而非單純只受板塊大尺度運動控制。

聯合報導,過去科學界對於板塊運動的研究,多半認為地球板塊移動會帶動下層的軟流圈一起移動。國家實驗研究院海洋科技研究中心助理研究員林佩瑩2012年到2015年在美國哥倫比亞大學Lamont-Doherty地球觀測站進行博士後研究時,與美國Woods Hole海洋研究所與美國布朗大學組成研究團隊,透過太平洋中央的海底地震儀數據發現,地底下板塊怎麼走,軟流圈未必跟著走,仍有其他因素會影響軟流圈的運動方式,可望改寫近半世紀以來的板塊運動學說。該研究本月登上知名期刊《自然》(Nature),林佩瑩為第一作者。

中時報導,林佩瑩解釋說,地球最外部是由數個板塊構成,稱為岩石圈,岩石圈之下有一層具有可塑性的軟流圈,其與地函間的對流活動被認為是推動板塊移動的力量,但運動機制究竟如何發生、岩石圈和軟流圈間的邊界到底如何銜接,有各種假說,至今仍然是有待釐清的科學問題。過去板塊運動認為地底下的板塊怎麼走,軟流圈就跟著走,稱為大尺度運動。但林佩瑩研究團隊利用在夏威夷外海佈設海底地震儀,從地震波的傳遞速度發現,地底下的板塊怎麼走,軟流圈未必跟著走。

自由報導,林佩瑩說,因為大洋岩石圈佔了地表的70%,過去的觀測站都設在陸地上,因此觀測出的結果多半是綜合性效果,這次利用技術成熟的海底地震儀,佈放在夏威夷東南方的海底,就可以實際觀測出區域性大洋的變動結果。林佩瑩指出,這項發現原本不再計畫之內,刻意選擇太平洋中「最無聊」的一個板塊進行測量,希望能驗證最單純的基本理論,沒想到透過海底地震儀回傳的資料分析後,發現板塊運動會帶動軟流圈移動外,證實還有小尺度通道流與對流運動存在。

photo
國家實驗研究院提供
台灣學者研究改寫板塊學說,證明除了大尺度板塊運動外,還有小尺度的運動存在。

林佩瑩以「父母帶小孩」舉例,父母拉著小孩走,但小孩沿路上會受到不同因素干擾,例如路邊飲料攤等,軟流圈也一樣,移動過程會受到小尺度對流運動、上部地函存在的「局部通道流」影響,而非單純只受板塊大尺度運動控制。海洋中心主任林慧玲指出,目前也正在進行海底地震儀的研究計畫,希望能藉此來研究台灣附近的板塊活動。

至於這項研究和台灣關連性,林佩瑩認為,由於菲律賓海板塊以西北方向移動擠壓歐亞板塊,照理說台灣山脈應全部都是東北到西南走向,但台灣山脈走向反而是南北走向居多,這就可能是小尺度板塊運動的影響,提供台灣未來在這方面研究更多可能性。雖然這項研究是利用美國的海底地震儀所作,不過林佩瑩表示台灣的技術也很成熟,目前已經與南韓釜山大學的團隊一起進行研究工作、明年預計要和日本琉球大學共同執行研究計畫。未來也希望能爭取到更多的經費,實際在國內運用海底地震儀進行研究。