北阿坎德邦喜馬拉雅斷層每世紀累積相當於規模 8.1 地震的應變

移動山脈下方一條鎖定的斷層

根據發表於《地球與行星科學快報》的研究，北阿坎德邦下方喜馬拉雅主逆衝斷層約 300 公里的區段，正以相當於每世紀釋放一次規模 8.1 地震能量的速率累積應變。地面測量與衛星觀測顯示，這條斷層從地表至約 20 公里深處都處於鎖定狀態，寬度約 115 公里。

研究人員測得的滑移虧損約為每年 18 毫米。這指的是原本可透過斷層滑動釋放、卻轉而以周圍岩石變形形式累積的位移。日本 ALOS-2 衛星也偵測到每年 4 至 6 毫米的地表隆起峰值。

這項研究更精確地量化了北阿坎德邦下方累積的應變。科學家先前曾提出，斷層一處相對脆弱的區段可能允許部分位移透過穩定滑動釋放。新的分析則發現斷層高度鎖定，耦合度估計值大於 0.8。

每世紀的數字描述的是應變累積速率。未來破裂發生的時間、規模與範圍仍未知，累積的應變會否透過單一事件釋放，或以更複雜的序列釋放，也尚無定論。

這項研究由孟買印度理工學院、泰米爾納德邦中央大學及新墨西哥大學的科學家共同參與。研究人員包括 Dibyashakti Panda、Mridul Yadav、Eric O. Lindsey 與 G. Srinivasa Rao。他們的研究成果關乎北阿坎德邦及鄰近的印度—恆河平原；當地人口眾多，可能受到大型喜馬拉雅地震的震動影響。

測量結果揭示地下情況

喜馬拉雅主逆衝斷層是印度板塊向歐亞板塊聚合時，從喜馬拉雅山脈帶下方移動的主要斷層。巨型逆衝斷層是聚合中的構造板塊交界處的大型斷層。由於斷層面積極大，因此可能引發非常強烈的地震。

即使板塊交界的淺層區段卡住，板塊仍持續移動。摩擦力使斷層維持在固定狀態，周圍岩石則緩慢變形。彈性應變是儲存下來、可在斷層滑動時釋放的變形，就像彎曲的物體彈回時釋放儲存的能量。

研究人員的板塊耦合研究估計，北阿坎德邦區段的耦合度很高，數值高於 0.8。實際而言，模型所代表的相對位移中，超過 80% 受阻於斷層，而非透過穩定滑動釋放。

這些尺寸描述的是同一地下構造的不同部分。約 300 公里的長度沿著山脈帶延伸；約 115 公里的寬度橫跨斷層面；約 20 公里的深度則代表鎖定區延伸至地表下方的距離。

每年 18 毫米如何累積成大數字

每年 18 毫米的滑移虧損，在日常生活中小到難以察覺。然而，對範圍廣大的斷層而言，這種持續累積代表相當可觀的變形。若速率維持不變，每年 18 毫米經過 100 年便累積至 1,800 毫米，也就是 1.8 公尺。

百年估算結合了應變累積速率、斷層規模與假設的力學特性。研究人員將結果表述為相當於一次規模 8.1 的巨型逆衝地震，前提是累積的能量透過地震釋放。

第一作者、泰米爾納德邦中央大學地質系助理教授 Dibyashakti Panda 說明科學家如何測量這個過程：

喜馬拉雅主逆衝斷層可能長時間維持鎖定，使能量在地表下方累積。GPS 和 InSAR 等大地測量技術，讓研究人員得以間接測量這種變形。在我們的研究中發現，北阿坎德邦下方的斷層面儲存了相當於每 100 年發生一次矩震級 8 地震的能量。

論文提出更精確的數字：矩震級 8.1。Mw 是矩震級的縮寫，衡量地震規模時會考量滑動的斷層面積、滑移量及岩石剛性。在此，規模比較讓讀者得以理解累積應變的程度。

追蹤地表緩慢變化的兩種方式

全球導航衛星系統（GNSS）測站測量地表各點的位置變化。透過比較不同時間的位置，研究人員可以追蹤板塊聚合時，地表不同區域的水平移動情形。

北阿坎德邦分析採用更新後的 GNSS 測量資料彙編，估算滑移虧損及鎖定斷層的寬度。這些觀測提供研究中的水平變化資訊，也就是該地區地表的移動情形。

ALOS-2 雷達影像則提供另一種觀測方式。干涉合成孔徑雷達（InSAR）比較不同時間取得的雷達觀測資料，偵測衛星與地面之間距離的微小變化。這些測量有助於研究人員估算大範圍地表變形的分布，涵蓋範圍比單一地面測站更廣。

2015 年至 2024 年的衛星影像顯示，地表隆起峰值為每年 4 至 6 毫米。這些峰值指觀測範圍內上升最快的位置，並不代表北阿坎德邦全境均勻隆起。大氣效應及雷達處理相關誤差，為測量結果帶來不確定性。

水平與垂直觀測結果都指向大致相同的幾何形態：淺層的喜馬拉雅主逆衝斷層在約 115 公里的寬度上維持鎖定。兩種觀測相互吻合十分重要，因為每種技術測量的是地下位移所造成地表反應的不同部分。

模型選擇為何重要

研究人員採用彈性隱沒板塊模型，簡稱 ESPM，將觀測到的地表移動與埋藏斷層上的滑移及鎖定狀態連結起來。模型是描述板塊與周圍岩石如何變形的數學表示。

這項研究特別處理傳統反向滑移模型與深部位錯模型的一項難題：這些模型可能產生人為的垂直移動模式。這類假象源自模型呈現地下移動的方式，可能使研究人員難以與衛星測得的隆起情形比較。

研究使用 ESPM 重現地表變形，同時避免產生垂直移動假象。模型結果與 GNSS 測量及 InSAR 偵測到的隆起一致，支持斷層從地表至約 20 公里深處完全鎖定的估計。

歐洲地球科學聯盟（EGU）的發表摘要也指出，ESPM 可在不引入假象的情況下，預測水平與垂直位移。

作者也公開資料，供其他研究人員檢視。GNSS 測站資料彙編收錄於補充資訊 S1 的資料集 S1。資料可用性聲明指出，模型程式碼、建構斷層幾何形態的腳本，以及 ALOS-2 位移資料均可透過 GitHub 與 Zenodo 資料庫取得。

先前提出的弱耦合區受到檢視

研究選定北阿坎德邦，部分原因是早期解讀曾指出當地可能存在低耦合區。在這類區域，較大比例的板塊移動會透過斷層逐漸移動來釋放，累積為彈性應變的比例則較小。

新測量結果則支持研究區段具有高度耦合。這改變了評估當地地震潛勢時採用的物理圖像：斷層正在該地區下方儲存相當大比例的持續板塊移動。

德里—哈里瓦地下隆起帶也是評估時檢視的地質構造之一。這處埋藏的地質構造似乎沒有降低喜馬拉雅主逆衝斷層目前的耦合度。

這處構造對未來破裂的影響，部分取決於斷層沿線摩擦力的變化，而這項研究並未涵蓋此因素。地質構造對地震間慢速變形的影響，與其對快速擴展的破裂所造成的影響，涉及斷層行為的不同面向。

北阿坎德邦與平原地區共同面臨風險

北阿坎德邦位於中央喜馬拉雅地震空區。這個區域受到密切關注，因為巨型逆衝斷層中有重要區段已超過 200 年未發生大型地震破裂。地震空區是指距離上一次大型破裂的時間相對較長的一段活躍斷層。

最新測量結果為這項歷史隱憂增添了當前應變累積的情況，呈現斷層在大型地震之間的行為；科學家稱這段時期為地震間期。

鄰近的印度—恆河平原也與此相關，因為地震震動可能延伸至斷層破裂區段以外。研究摘要將更廣泛的喜馬拉雅巨型逆衝斷層地震風險，置於可能影響該區域逾 5 億人口的背景下討論。

對山區和平原社區而言，災損程度取決於破裂位置與深度、延伸距離、當地地質條件，以及暴露於震動中的建築物。持續進行地面與衛星監測，可追蹤地表變形，協助更精確評估應變累積的位置。

觀測與研究時程

研究結果結合多年來蒐集的測量資料，以及 2026 年發表的研究成果。以下日期說明觀測與科學發表的過程：

• 2015 年至 2024 年：ALOS-2 衛星影像記錄地表變形，據以估算地表隆起峰值為每年 4 至 6 毫米。
• 2026 年：研究於歐洲地球科學聯盟大會發表。
• 《地球與行星科學快報》的研究結合更新後的 GNSS 資料彙編、雷達觀測與彈性模型，估算北阿坎德邦下方的斷層鎖定情形。

EGU 發表紀錄編號為 EGU26-4678，題為〈北阿坎德邦喜馬拉雅地區板塊高度耦合的證據：GNSS 與 ALOS-2 InSAR 觀測的限制條件〉，作者列為 Dibyashakti Panda、Mridul Yadav、Eric O. Lindsey 與 G Srinivasa Rao。摘要頁面列出發表日期為 2026 年 5 月 3 日至 8 日，地點為奧地利維也納，並指出該發表內容僅供大會註冊者觀看。

這項研究的主要貢獻，是更詳細說明斷層目前的行為。水平移動、垂直隆起與模型分析都顯示，山脈帶下方有一處高度鎖定的區段正在累積應變。

重點

• 研究區段位於北阿坎德邦下方，喜馬拉雅主逆衝斷層約 300 公里的範圍內，且高度鎖定。
• 鎖定區寬約 115 公里，深達地表下方約 20 公里。
• 研究人員估計滑移虧損約為每年 18 毫米，耦合度大於 0.8。
• ALOS-2 觀測顯示，地表隆起峰值為每年 4 至 6 毫米。
• 估計百年累積的應變相當於規模 8.1 地震，但未來破裂時間仍未知。
• 研究結果與北阿坎德邦及鄰近印度—恆河平原的地震風險評估相關。