台湾中研院团队率先尝试以卫星资料来探索地壳岩石强度，收集 921 大地震后长达 10 年的 GPS 数据研究下部地壳岩石变形情况，发现岩石圈的强弱在地质时间尺度上，有横跨好几个数量级的变化。
921 集集大地震一夜之间夺走数千条人命，政府自那时起开始陆续在全台架设近 450 个导航卫星连续观测站，密度名列世界前茅，长期监测地震后的地壳变形，也因此使 921 地震成为世界上纪录最完整的地震之一。
这些观测站收集了震后 14 年的累积地表位移，也让研究人员整理出 14 年来，下部地壳变形与断层变形随时间发生了哪些变化，并发现岩石圈内应力和应变速率呈现“非线性关系”，有别于过去我们所认为的线性关系。
过去，岩石圈的强度、演化在地震灾害风险评估中是一个重要指标，然而岩石圈的强度受到应力、岩石组成、结晶粒径、含水量、岩压、温度等物理条件控制，想了解岩石在自然环境下的受力变形行为一直是一大挑战。
为了克服此一障碍，许雅儒团队与台湾大学、中央大学、新加坡南洋理工大学、美国南加州大学合作，开发新的演算方法并利用大地测量资料，直接计算地震过后地壳的应变分布。
中研院地球科学研究所研究员许雅儒解释，地壳岩石变形的速率与地震周期应力累积的过程息息相关，地震前，断层带浅部通常呈锁定状态，随着温度升高，断层带深部岩石转为塑性变形，受到深部岩石变形影响，断层带浅层持续累积应力，一旦承受不住便破裂而引发地震。
研究团队也发现，921 大地震后十多年的观测资料，无法由单一线性变形来解释，取而代之的是，大地震的震后变形很可能涉及地壳的暂态蠕变行为，以及后续的非线性变形。
该研究能帮助我们更了解地震的孕震过程，协助未来达到地震防灾与减灾目的。新论文于今年 2 月 27 日发表在《科学前缘》（Science Advances）期刊。
（首图来源：苏宣翰 / 中研院）
