遇見科學

地震震波也能直達太空嗎？聽起來有些不可思議，但中央大學太空科學研究團隊發現，當一九九九年的九二一地震發生時，所產生的能量的確大到足以拍動大氣，將地震震波傳送太空中，引發「天地同震」的效應。

這項研究結果不但引發國際科學家注目，更刊登在新一期的地球物理頂尖期刊《地球物理研究(Journal of Geophysical Research)》上。未來團隊將繼續深入研究，希望找出兩者間更密切的關連。

帶領團隊進行研究的中央大學太空科學所教授劉正彥表示，事實上，過去也有科學家發現太空中的震動現象，但一直不了解這個震動到底打哪來？為了揭開謎底，他從十四年前就開始投入地震的電離層震動研究，結果發現即使是距離地表三百公里遠的太空也能感受到地震的震波，當他第一次對外提出這個研究新發現時，學界還抱持懷疑態度，不相信震波可以傳到太空。

為何太空可以感受到地震的震波呢？劉正彥解釋，電離層大約在距離地表一百公里至兩萬公里的地方，當地震發生時，所產生的波動能量就會拍動大氣，使得大氣層的擾動會像聲波般震動，向上傳達。

他表示，低層大氣與太空就像一條彼此相互連結的馬鞭繩，由於大氣層空氣密度是隨高度而遞減，因此當地表附近發生大氣震動時，其原理就像我們用手甩動馬鞭繩，雖然甩動幅度沒有很大，但傳遞出去的波動，卻會導致處於馬鞭繩末端的太空出現大幅度的甩動。

劉正彥進一步解釋，地表空氣密度是太空中空氣的十億倍，換句話說太空空氣比地表稀薄許多。因此，當地震波動傳達至太空時，其能量並不是被稀釋，而是反而會被放大萬倍以上，這就是所謂的「能量守恆」原理。也就是說，因為空氣愈來愈稀薄的關係，會讓傳達到太空的震波出現「放大」的效果。

若依照這個原理來看，研究團隊估計，假設地震發生時，地表錯動了八公尺，那麼太空中就會出現八十公里的跳動，強大的跳動會影響全球定位系統電波訊號的傳遞時間。而團隊也從九二一地震研究中發現，九二一地震所引起的地表大氣波動，傳至太空約為六百至八百秒，傳輸速度約為每秒七百至九百公尺左右。

劉正彥表示，從研究結果來看，只要是規模5.6以上的淺層地震就能在太空中量測到地震所引起的大氣震動，產生「太空同震」的效應。