觀測地震學　申論題歷屆試題與參考架構

102 年（考試時間 120 分鐘）　原卷 PDF

1. 1

   地震定位是一個逆推的過程，一般常使用水平層狀速度模型，但是地下的震波速度構造有側向變化，有些區域震波速度快，有些區域震波速度慢，因此，使用層狀速度模型從事地震定位，定出來的位置，會與真實的震源有偏移，請問定出來的位置，會往震波速度慢或震波速度快的區域偏移？其原因為何？有那些地震定位方法可以降低這種效應，其原理為何？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   地震定位是以到時殘差最小化逆推震源參數的非線性逆問題；若實際構造有側向速度變化而仍用一維層狀模型，系統性的走時誤差會被「吸收」成震源位置偏移。本題要答出偏移方向、物理原因，以及能降低此效應的定位方法與原理。

   完整答題架構與關鍵字：到站內看全文

2. 2

   使用 P 波初動及全波形地震矩張量逆推（Centroid Moment Tensor inversion, CMT）決定震源機制，兩者的結果偶有不同，請問結果不同在物理上的可能原因為何？一般在小地震或是大地震比較容易出現呢？請解釋其原因。（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   P 波初動解反映的是破裂「開始」那一刻的震源機制，CMT 則以長週期全波形求出整個破裂過程在時空平均下的矩張量；兩者描述的物理量本質不同，加上方法誤差，結果才會不一致。這種差異在大地震較常出現。

   完整答題架構與關鍵字：到站內看全文

3. 3

   下圖所示為 P 波之走時曲線圖（實線所示），假設地震發生於地表，橫軸是震央距離（單位：公里），縱軸為 P 波之走時（單位：秒），如果主要的震波速度變化在地殼與地函交界，請問地殼及地函的震波速度各為多少？地殼的厚度又是多少？就你所得的結果推測，此為海洋板塊或是大陸板塊，其地殼及地函的震波速度合理嗎？（提示： 2 ≅ 1.4 ）（20 分）P-wave Travel Time (seconds) P-wave Travel Time (seconds) 0 10 0 10 20 20 30 40 30 40 50 50 6060 70 70 80 80 90 90 100 Epicentral Distance (km) Epicentral Distance (km)

   （20 分）

   本題含圖表或公式，請對照原卷 PDF。

4. 4

   何謂 Pn 波？臺灣地區那些區域可以看到 Pn 波，那些區域不容易，為什麼？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   Pn 波是沿莫荷面下方最上部地函傳播的首波（head wave），在超過交叉距離後成為最先抵達的 P 波。能否觀測到取決於地殼厚度、震央距與構造是否單純；臺灣島小、地殼厚度變化劇烈，因此 Pn 只在部分路徑與區域清楚可見。

   完整答題架構與關鍵字：到站內看全文

5. 5

   地震觀測方法常被用來監測火山之噴發，請問地震觀測方法是如何監測？其原理又為何？（20 分）

   （20 分）

   參考架構・破題

   岩漿或熱液在地下移動時，會使周圍岩石破裂、讓流體通道共振，並改變介質性質，這些都會產生可記錄的地震訊號。火山地震監測就是透過訊號類型、活動量、震源位置與介質變化的追蹤，判斷岩漿是否上升、噴發是否迫近。

   完整答題架構與關鍵字：到站內看全文