本所參與國內團隊研究論著“分層變形的台灣造山運動”發表於Science

 
 

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由台大地質科學系、中研院地球所及台大海洋研究所(喬凌雲教授與陳映年博後研究員)組成之團隊研究成果揭露臺灣造山運動關鍵性新證據。台灣的造山運動已經在我們腳底如火如荼的進行了500萬年。台灣的山脈升起是島弧與大陸碰撞引起的小型造山的經典,而喜瑪拉雅山則是大陸與大陸碰撞引起的大型造山的經典。雖然是反覆探討之經典,但對於過程與機制的細節的爭論,根據互不相讓的證據,數十年來可括約綜整為薄皮理論和厚皮理論兩大陣營。薄皮理論主張在呂宋島弧與歐亞大陸相撞時,島弧與陸板塊下部基本上安然無恙,不參加上層的變形活動,所以造山只在上層進行。厚皮理論則駁斥這種觀念,認為整個板塊在弧陸碰撞下一起參加擠壓、增厚、隆起而造山。薄皮與厚皮之所以各有論點互不相讓,是因為一直沒有創新的、決定性的證據出現。研究團隊進行了一項”沒有地震”的地震學研究。這項研究特別利用「環境噪訊」代替地震波,突破長年來傳統地震學的限制,雖然難度很高,但研究團隊以細膩的分析技巧克服困難,終於發現新證據來正確的詮釋台灣的造山。這個研究發現,台灣的地殼上下都參加了變形,無一處倖免;這一點與厚皮理論相近似而與薄皮理論不符。然而,仔細的分析發現,上層受到的是擠壓變形,而下層是剪切變形,看起來碰撞、擠壓、造山都在上層進行,這樣又相近於與薄皮理論。這項研究徹底改變地球科學家的思考方式,簡單來說過去薄皮厚皮之間的爭議,其實只是觀測不足的結果,薄皮與厚皮各僅能解釋一部分的自然物理現象,都不能全面通用,唯有結合二者的物理行為特點,才能正確描述台灣的造山運動。

 

這項由國內團隊在台灣完成的研究,之所以為頂尖期刊收納登出,是這個成果在科學上不但解決了台灣造山運動數十年的爭議,也是一個典範來驅動對其它地球上山脈形成機制的重新檢驗。另外,研究團隊使用的非傳統的”沒有地震”的地震學方式,也將成為其他科學研究的借鏡,思考如何走出傳統的限縮,用創新的技術方法去再探未知的自然世界。這項研究從發想到完成,參與人全為國內研究人員與學生,是一個不假手國外資源在台灣完成的研究,說明了我國經過去數十年的努力後,科學研究環境的建置日趨妥善,期待本所同仁有更多更有影響力的科學成果可以走上國際頂尖舞台。

 

論文:  http://www.sciencemag.org/content/349/6249/720.abstract

相關導讀:  http://www.sciencemag.org/content/349/6249/687.full