採訪 / 許至雅 (科學推展中心執行編輯)
撰稿 / 朱富國 (科學推展中心特約編輯)
審訂 / 國科會台灣地震科學中心與台灣地震科學資料中心
前言
光陰荏苒，1999年發生的「921集集大地震」已近27個年頭，這場浩劫仍深深烙印在台灣人的集體記憶中。弔詭的是，即便今日地震科學早已突飛猛進，每當大震過後，社會依然充斥著各種帶有「神秘學」色彩的地震預言。例如，曾被宣稱精準預言311大地震的日本漫畫家，其作品近年再度爆紅，直指2025年7月將出現引發大海嘯的超級強震。這類末日預言，總能輕易挑動大眾的恐懼神經。
台灣位處歐亞板塊與菲律賓海板塊的碰撞帶，屬於活躍的造山帶。與其將地震視為無法擺脫的「宿命」，消極地任由繪聲繪影的傳言左右心緒，不如將目光重新聚焦於講求數據與實證的「地震科學」，才能積極從容地與地震和平共生。
而一群來自於台灣地震科學中心（Taiwan Earthquake Research Center, TEC）」與「台灣地震科學資料中心（Taiwan Earthquake Research Data Center, TECDC）」的科學家們，正努力透過精準的運算公式，從綿密複雜的地震訊號與交錯縱橫的波形圖中，為人們找到安身立命的道路。
過往，TEC與TECDC總是隱身在鎂光燈後，扮演著提供完整地震科學資訊、推動資料共享的靜默角色。本期專題，特別邀請TEC首席科學家馬國鳳、執行秘書黃信樺，以及TECDC研究技師梁文宗，帶領讀者見證這群幕後英雄默默守護台灣土地的日常與願景。
跨越藩籬，凝聚延續研究動能
要了解TEC與TECDC的價值，必須先將時間倒轉回921大地震之前。
台灣身處地震的好發區，早有許多單位投入觀測與研究，包含中央氣象署（原氣象局）、地質調查及礦業管理中心（原地調所）、國家地震工程研究中心（國震中心）以及各大專院校。然而，如何統合百花齊放的研究單位的力量，向來是台灣地震科學界過往最難以克服的痛點之一。
「過去在從事地震觀測時，都是各團隊自行採購儀器、規劃題目，甚至儀器維護和資料處理都是單打獨鬥。」TECDC研究技師梁文宗觀察到，正因這種「各自為政」的模式，才導致了極大的資源浪費與傳承斷層。
TECDC計畫主持人梁文宗研究技師
例如，每當研究計畫結束，或是研究室助理與學生畢業後，許多辛苦收集的珍貴資料往往就此散落與沉睡在各個硬碟裡，甚至隨著硬碟損壞而永遠地消失；同時，各單位重複購買昂貴的觀測儀器，也無法發揮最大效益。
921地震發生後，國科會投入大量資源進行為期五年的地震與活動斷層調查。當計畫步入尾聲（約2004至2005年），學界開始思索：這股好不容易凝聚的研究動能，該如何延續到下一個十年、二十年？
此時，中研院院士鄧大量先生將美國最頂尖的「南加州地震科學中心（Southern California Earthquake Center, SCEC）」模式引介回台，倡議台灣也成立一個超越單位藩籬的協作平台。於是，2005年TEC應運而生，為因應龐大觀測資料的典藏與加值需求，TECDC也在2006年掛牌成立。
特別的是，TEC從成立之初就定位為「虛擬中心」：既沒有實體的龐大建築與人員編制，也沒有分配計畫預算的權力。「成立虛擬中心，一開始當然有經費的考量。」TEC首席科學家馬國鳳坦言：「更重要的是，我們也不想扮演太多計畫的執行角色，更不想因為成立了一個實體中心，壓縮了其他老師發揮的空間。」
TEC計畫主持人馬國鳳所長
雙向增能，響應開放共享風潮
在這樣的思維下，TEC演化出一套巧妙的運作機制：由國科會地球科學學門的召集人兼任TEC主任，與諮詢委員們共同商討規劃台灣未來地震科學研究的重大方針，回饋給國科會後形成國家級的計畫召集（Call for Proposal）。有興趣的各校教授可自由組隊加入，TEC則在背後提供強大後勤支援，將國家任務與學界需求完美對接。
「我們其實是一半虛擬、一半實體。」馬國鳳進一步闡述中心的關鍵任務：TEC設置的儀器中心提供各式先進地震研究儀器，全台灣的地震學家皆可租借；而借用儀器所搜集的原始資料，則必須繳回並匯入TECDC的數據資料庫典藏，期限到了之後開放給國內學者，甚至是全球科學家使用。
「做科學最重要的是資料本身的品質，資料品質如果不夠好，就算免費贈送，也沒有人要使用。由於TEC設置於中研院地球科學所，這裏擁有最專業的技術人員與資源，既能提供學術社群最完整的服務，更能確保資料品質，因此國際成果才能最到位。」馬國鳳強調。
為進一步響應全球地震科學資料開放分享的風潮，TECDC全面採用了國際數位地震觀測網聯盟（FDSN）所制定的通用標準「SEED（Standard for the Exchange of Earthquake Data）」資料格式，讓全球學者從研究資料、處理程式到分析工具皆可共享。
在這個體系中，TEC與TECDC也形成了一種絕妙的共生關係。「TEC就像大腦，TECDC和儀器中心則是手腳。」TEC執行秘書黃信樺解釋：TEC負責思考國際接軌、整合研究能量、凝聚學術社群共識等策略，決定大方向的計劃布局；TECDC則負責24小時不間斷地儲存、管理、分析那如同海嘯般湧入的巨量觀測資料。
「TEC和TECDC也是互相增能的存在。」黃信樺指出，當TEC在國際研討會上接觸到最新的科學概念時，會交由TECDC去落實；反之，當TECDC在國際上發現了新的資料處理技術或通用格式，也會透過TEC向國內學界推廣，形成雙向增能的正循環。
TEC黃信樺執行秘書
掌握地震情報，即時精準不漏接
地震科學是高度仰賴觀測資料的學門，針對深埋地底、肉眼不可見的複雜構造，多年來TEC與TECDC已布建了系統性的研究途徑，涵蓋監測、資料分析、預估建模與實務應用等面向，為台灣地震科學論述構建扎實的基礎。首先在監測端，TEC近年最重大的突破之一，就是引進了「光纖地震觀測技術（Distributed Acoustic Sensing, DAS）」。
「DAS技術等於是將整條光纖變成感測器，每隔1到2公尺就能擷取獨立的震波訊號！」黃信樺以2021年TEC在花蓮展開的「米崙斷層鑽井研究計畫（MiDAS）」為例：「光纖觀測是近10年才出現的新技術，以往多用於頁岩氣或工業開採。這應該是全世界第一個把光纖垂直布設在鑽井中、直接穿過活動斷層的地震科學實驗！目前氣象署在全台灣設有700多個地震測站，DAS在米崙斷層附近就等於擁有超過1,600個測點。」
除了先進的光纖觀測技術，TEC與TECDC也全力支援台大吳逸民教授團隊所部署的「P-Alert強震網」的資料服務。該系統在全台約800所中小學與建築物內裝設了低成本的微機電地震儀，當偵測到P波的瞬間，儀器就能迅速計算並推估後續S波的可能震度並立即發出警報。這種「現地預警」功能，能為大眾爭取到避難防護的黃金數秒，特別是在近震央的地區，足以讓高鐵啟動減速，或是晶圓廠精密機台即時執行安全保護機制，守護企業核心資產。
那麼，當科學家們取得觀測資料後，又是如何即時、精確地分析計算出震源位置、斷層錯動形態與地震規模？
過去地震發生後，科學家需要耗費大量人力、手動擷取台灣寬頻地震觀測網（Broadband Array in Taiwan for Seismology, BATS）的波形資料，整合氣象署測報的地震位置，才能計算出地震矩規模等資訊。「現在我們使用AutoBATS技術，可以自動擷取BATS約100秒波形資料，在5分鐘之內完成地震矩規模以及震源機制的解算，對於後續評估地震災害，準確度高於芮氏規模。」梁文宗補充。
地震矩張量解資料庫AutoBATS（資料來源：https://tecdc.earth.sinica.edu.tw/FM/AutoBATS/）
第四個秘密武器，則是中研院地球科學所李憲忠博士與TECDC合作開發的「即時地震矩張量監測系統（Real-Time Moment Tensor Monitoring System, RMT）」。與AutoBATS不同，RMT每隔兩秒就會自動對全台灣進行波形模擬，並與各測站回傳的真實波形進行比對。因此，系統在不依賴氣象署地震速報的情況下，就能在震後107秒左右，自動計算出震源位置、地震矩規模與震源機制等重要參數，並精準模擬出全台的震波擴散狀況與搖晃情形。對於災後第一時間的災損評估、應變以及孕震系統辨識，具有相當關鍵的貢獻。
即時地震矩張量監測系統RMT（資料來源：https://rmt.earth.sinica.edu.tw/）
三大模型，深度解碼地層奧秘
由於台灣活動斷層密度極高，要在震後第一時間分辨出是哪一個「孕震構造」在作祟，難度極高。梁文宗回顧921大地震當下，由於缺乏資訊整合平台，學者們只能獲得片段、分散的資訊，對於究竟是「大茅埔斷層」還是「車籠埔斷層」錯動造成強震，在地震當下說法莫衷一是。再者，當地震發生後，前線的監測與自動化分析系統全力運作所產生的海量數據，又該在哪裡匯流整合，才能呈現地震的完整樣貌？為了解決前述痛點，TECDC傾力建置了「台灣地震科學資訊系統（TESIS）」。
台灣地震科學資訊系統TESIS（資料來源：https://tesis.earth.sinica.edu.tw/）
每當中大型地震發生，TESIS收到氣象署測報資訊後會立即成立「互動式地震專頁」，除了整合P-Alert與氣象署觀測資料，同時導入AutoBATS和RMT解算出的震源機制，並以圖形說明斷層可能的破裂情形，最後更將過往歷史地震、活動斷層圖層、餘震分布等資訊疊加在地圖上。如此一來，科學家與防災人員能一目了然地精準辨識出「應該是由哪一條活動構造要為這個地震負責」。
只是，不同於颱風、暴雨等天災，地震最棘手之處，在於它深埋地底，發生時機與位置存在太多未知數，現今科技也無法提前預報。正因如此，在TEC的組織推動下，國內各學術團隊逐步建立「台灣速度模型（Taiwan Velocity Models, TVM）」、「台灣測地模型（Taiwan Geogetic Model, TGM）」與「台灣地震模型（Taiwan Earthquake Model, TEM）」等社群參考模型，已然成為解碼台灣地層奧秘的重要科學基石。透過比對歷年模型中的資料變化時，更可作深入科學研究與震災發生機率修正的依據。這些成果，再藉由TECDC所建立的資料平台服務，運用視覺化方式呈現資訊，讓數據更加具象且易於判讀，讓防災工作有了感官可觸及的立體座標。
首先，由於地震波在地底傳播時，速度會隨地殼材質硬度與結構鬆散程度而有所變化。TVM作用如同為地殼進行斷層掃描，透過傳播速度變化以釐清地層中不同特性的岩石分布情形，同時藉由觀察震波能量的衰減程度，判別地底岩層究竟屬堅實岩塊或破裂帶，結合兩者數據清晰勾勒出地殼深處斷層結構的三維立體圖像。每當新地震發生，科學家就能以真實波形反覆驗證該區的地質構造，提高地震定位精準度。
台灣速度模型TVM（資料來源：https://tecdc.earth.sinica.edu.tw/TWtomo/）
其次，TGM的核心技術是運用全球導航衛星系統（GNSS）觀測地表極微小的位移與變形，進而反推地底的應力累積和結構狀態。用意是將板塊運動造成的隱形應力「視覺化」，例如若觀察到某條斷層卡住不動，很可能代表應力正持續累積，突然破裂引發地震的機率也隨之升高。
台灣測地模型TGM（資料來源：https://tgm.earth.sinica.edu.tw/）
而TEM則整合了地質學、地震學、大地工程與量測的成果，並融匯TVM與TGM的模型成果與全台活動斷層的型態、長度、傾角、滑移速率與歷史地震週期等最新資訊，進行全台地震災害風險的機率評估。
「地震科學成果過去散落在成千上萬篇學術論文裡，一般的工程師、建商、政府官員根本不知道如何運用。TEM等於是二、三十年來台灣地震科學成果的彙整。」馬國鳳特別提及，TEM每五年還會產出最新版本的「台灣地震危害潛勢圖（Probabilistic Seismic Hazard Analysis, PSHA）」，以各種顏色標注全台各鄉鎮未來三十到五十年的發震機率和震度預估，已成為政府執行公共設施營建或防災物資分配作業時的重要參考依據。
台灣地震模型TEM（資料來源：https://tem.tw/TEM2020/）
每一次地震，都同樣認真對待
面對頻繁的地震災害，除了掌握即時資訊外，民眾更需要深入了解每一次災害的成因，進而將這些知識轉化為災防意識。唯有讓人們深刻理解與認識地震，才能真正免於恐懼。
有鑑於此，TEC與TECDC從成立之初就明確定位：不與氣象署競爭第一時間的發言權（如地震速報），而是將目標設定為「震後24小時內，產出並對外說明完整的地震科學資訊」。
為此，每當顯著地震發生，TEC設置的「教育推廣委員會」便會迅速啟動。這群來自各學研單位的專家們，甚至在假日或深夜也全力投入數據分析，在24小時內將生硬複雜的地震資訊，轉化為精美易懂的PPT教案與科普懶人包，並同步推播至各大社群平台，將社會大眾的集體恐慌轉化為科學教育的黃金時機。
震災後約一個月內，TEC也會與氣象署聯手舉辦「震後即時研討會」。這絕非只是學術界的關門會議，現場更往往湧入許多民眾參與。黃信樺深信，研討會同時讓學界和民眾共同思考與進行邏輯推論，有助於公民科學素養的提升。「每一次地震，我們都很認真對待！」梁文宗呼應，如實地呈現與辯證各種地震科學數據，不僅能有效安定民心，對建立大眾防災意識也具有相當的助益。
此外，為了將科學探索的種子向下扎根，TEC規劃開放中心資料或儀器讓學生們使用與摸索，甚至在中心研討會等平台上展示學生運用資料和儀器的成果。TECDC還設計了許多師生活動，例如線上互動式的地震定位遊戲系統，導入「角色扮演」等沉浸式元素，讓學生透過P波與S波的抵達時間來估算震央位置。
地震定位遊戲-勇闖震源城（資料來源：https://tecdc.earth.sinica.edu.tw/Game/location/）
另一方面，TEC和TECDC也積極支援各大學的地震學授課師資與學生實習課程，並協辦如「2026全國地球系統科學專題研究大賽」等活動，以分組實作挑戰競賽，激發年輕學子對地震科學的熱情。
最強「大聲公」，讓世界看見台灣
若將視角拉高到國際層面，黃信樺則把TEC比喻成台灣地震科學界進行國際宣傳時，最強而有力的「廣播系統」和「大聲公」：「我們不代表單一單位發聲，但我們可以幫助全台灣的研究能量被國際看見。」
舉例來說，透過積極參與地質地物年會、TGA（台灣地球科學研討會）乃至海外大型會展，TEC成功扮演了台灣學界對外溝通、媒合的橋樑和窗口，將台灣獨步全球的觀測技術（如P-Alert系統和MiDAS光纖試驗）推向世界。2025年，TEC更協辦了亞太地區歷史悠久的ACES國際研討會，讓學生在台灣就能親炙國際頂尖學者風采，建立難能可貴的國際研究視野。
2025年ACES國際研討會（資料來源：https://aces2025.earth.sinica.edu.tw/photos.php）
2024年適逢921集集大地震25週年，TEC更成功推動在歷史悠久的美國地震學會權威期刊《BSSA》發行「集集地震25週年專刊」。在這個大數據與開放獲取（Open Access）期刊氾濫、宛如大海撈針的時代，這本經過嚴格審查的專刊，精選十多篇探討逆斷層動力學與近斷層強地動波形的紮實論文。這不僅讓國內外學者得以系統性地綜覽台灣歷年積累的豐沛研究能量，也象徵著全球地震學界對台灣在探究「致災構造」奧秘上的卓越貢獻，所致上的高度敬意。
馬國鳳語重心長地說道：「台灣的地震危害極高，且觀測網相當密集，這些觀測數據對全世界都是非常重要的資料。我們非常樂於透過國際研討會或出版品，向世界開放和分享研究資料，帶動國際上的科學突破，因為地震不分國界。當我們對世界有所貢獻，國際社會自然會給予正向回饋。」
正因為TEC與TECDC對全球學界開放的高品質資料共享平台，也讓台灣在國際前沿議題上大放異彩。例如台師大陳卉瑄教授深耕的「慢地震」研究，便是藉由開放資料吸引了日本等國際頂尖學者的密切合作。
另一個經典案例，發生在2025年7月的花蓮「馬太鞍堰塞湖事件」。當時大規模山崩產生了巨大的震動訊號，聰明的台灣民眾第一時間透過RMT發現波形異常而主動向TEC提問；同一時間，美國地質調查局（USGS）學者也察覺異狀，與台灣學者確認，並經由TECDC的近場資料驗證後，確認為山崩引發的震動，進而迅速修正了地震資訊紀錄。
用科學數據，織就堅韌安全網
回顧近二十年的發展，回歸社會災防應用，一直是TEC與TECDC不變的初心。黃信樺表示，未來專注於地震構造與危害度評估的TEM團隊將更緊密地納入TEC的框架，同時持續和國家災害防救科技中心（NCDR）、消防署等單位深度合作，推動具前瞻性的「地震情境模擬」。
黃信樺以橫跨大台北地區、錯動週期長達百年以上的山腳斷層為例，史料顯示其曾經發生強震，導致古台北湖水外洩，形成了今日的台北盆地。然而台灣的現代電子化地震觀測始於1970年代，在缺乏數百年前的強震資料的情況下，科學家需仰賴TEM整合之斷層與地下構造模型進行地震情境模擬：如果未來台北盆地發生大地震，哪裡的搖晃最劇烈？消防車該規劃哪條搶救路線？哪些地區的老屋迫切需要都市更新？原本冷硬的地震科學數據，未來終將化為拯救生命的最強防線。
隨著科技日新月異，TEC與TECDC未來的挑戰依然嚴峻，首當其衝的便是技術與硬體的瓶頸。例如DAS光纖探測動輒上千個測點，巨量數據的妥善儲存、即時傳輸、分析辨識便成為眼下亟需解決的痛點。不過，龐大的數據，恰好也是訓練AI的最佳養分。
「過去判定地震波到達時間，高度仰賴傳統數學模型與人工辨識，耗時且容易產生人為誤差。」梁文宗說明，未來TECDC將全面引進雲端運算與AI深度學習技術，讓AI能自動、精準地在充滿都市噪音的雜訊中，辨識出極微弱的相位訊號，抓出過往容易被忽略的小規模微震。這不僅能讓台灣的地震目錄更加完整，更將成為優化TVM的強大助力，另外持續的短期山區地震觀測，則能補足深山等觀測盲區的地層資訊。
而光纖地震觀測這類創新技術的發展，除了為地震研究帶來全新的視野，也意外與淨零能源科技工程產生跨界連結。
黃信樺解釋，無論是深層地熱開發或碳封存技術，都需要進行深部鑽井，這些改變地層孔隙結構的工程可能誘發地底微震。「傳統帶有電子元件的地震儀，在地底150度的高溫下就會損壞失效；若是往超臨界地熱發展，溫度更高達190度以上。」此時，耐高溫、低成本的DAS光纖觀測技術便成為監控地底安全、確保淨零能源開發不致引發大型致災地震的利器。
從921大地震走到今日，台灣地震科學早已告別了當年單打獨鬥、資訊破碎的年代。在TEC與TECDC的協調與堅持下，台灣早已建立起了傲視全球的高密度觀測網，發展出領先國際的預警系統與震害模型，為社會大眾點亮了名為「科學」的理性之光。
地震或許永遠無法精準預測，但面對腳下這片躁動的土地，我們無需再屈從於神秘學的恐懼。因為這群科學家正日以繼夜地從數據的蛛絲馬跡中，為台灣編織出一張堅韌的安全網。
台灣地震科學中心（TEC）：https://tec.earth.sinica.edu.tw/
台灣地震科學資料中心（TECDC）：https://tecdc.earth.sinica.edu.tw/index.php
