計畫名稱：東沙環礁構造研究
計畫期程：105.12.1~106.12.31
計畫主持人：國家實驗研究院台灣海洋科技研究中心 林佩瑩助理研究員
計畫說明：本計畫為海洋國家公園管理處委託研究計畫，主要於東沙環礁內佈放4 臺海底地震儀進行深部地層速度構造之探討，並利用底質剖面儀進行淺層海床特徵訊號辨識，兩項海洋地球物理探勘觀測儀器，目的是探勘東沙環礁下方的地層構造，探討東沙環礁形成的可能機制。
計畫成果：
1. 本計畫利用4台海底地震儀與東沙島上地震站共5個測站，組成孔徑約16公里的地震儀陣列，利用噪訊所導出的表面波訊號，分析週期大約1-5秒表面波在兩測站之間經由地下介質傳遞之群速度，推估環礁潟湖下方地層速度隨深度變化，從速度構造結果顯示在東沙潟湖區域下約1公里內呈現低速異常，1~1.5公里深有一速度分層界面與前人震測研究觀測到中生代不整合面Tg層面相符。
2. 本計畫分析東沙島上中央研究院寬頻觀測網資料，利用遠震P波接收函數法，觀察速度不連續面相關反射波及轉換波到時，推估東沙測站底下地殼內速度不連續面深度大約是9公里，與前人研究一樣觀測到東沙附近下部地殼存在速度高速帶層，因此推論東沙成因為火成岩體入侵而非火山基底上發育形成。
3. 本計畫執行底質剖面儀於東沙環礁內施測東西向及南北向測線各一條。東沙環礁海床表層主要由生長中之珊瑚、珊瑚礁、珊瑚碎屑所組成，受到地質環境限制，本計畫所執行之底質剖面儀探勘，其聲波訊號無法有效穿透地層獲得淺部沉積層剖面資料，僅能觀察到海床表層的訊號。探討底質剖面聲波訊號型態與海床表面地形地貌之關聯性，歸納出3種底質剖面聲波訊號型態，分為(1) 強反射、(2) 訊號不集中之強反射、(3) 峰狀訊號。透過上述3種底質剖面聲波訊號型態，能夠粗略辨別出相對應之海床表面特徵：遍佈珊瑚碎屑之海床、柱微孔珊瑚(Porites cylindrica)生長環境、團塊微孔珊瑚(Porites lobate)生長環境
圖一、因應東沙環礁潟湖環境量身定做的客製化海底地震儀。
圖二、OBS佈放作業。(a)佈放前系統設定。(b)潛水人員水下挖掘地震儀埋放的坑洞。(c)水人員水面運送海底地震儀。(d)潛水人員將海底地震儀攜帶至海底的挖掘坑洞。
圖三、海底地震儀（三角形）佈放位置圖。倒三角形標示為中研院在東沙島所架設地震站。背景水深資料來源：海洋國家公園管理處提供之網格5公尺光達水深資料。
圖四、本研究成果與前人研究比對圖。(a) 利用周遭噪訊法推估的剪力波速度變化與Li et al. (2008) 震側剖面比對。由剪力波速度梯度變化轉折處所對應到的推算雙向走時(estimated TWTT)位置為Tg不整合面。(b) 利用接收函數法推出的速度不連續面深度與Wei et al. (2011)OBS2006-3縱波速度結構比對。
圖五、強反射訊號之特徵物。
