新臺灣之光！高比率連接陸地的海底峽谷，是因地震頻繁？

圖 / 蔣正興提供

海底峽谷缺乏陸地沉積物輸入，變得不活躍且喪失傳輸沉積物的功能

大約兩萬年前的末次最大冰期（Last Glacial Maximum）時，海平面(sea level)比現在低約120 公尺，那時的臺灣海峽大部分都是陸地範圍，因此臺灣周圍的陸上河流可以到達古海岸線，且陸地沉積物可以傳輸到更遠的地方，甚至可透過海底峽谷將沉積物傳輸到深海(圖1)。後來全球氣候持續暖化，海平面逐漸上升，約在5,000-7000年期間海平面上升到現今位置，臺灣海峽則被淹沒，海岸線向陸地方向遷移到現在的位置。因為海平面上升的結果，造成世界上大部分的海底峽谷的頭部不再靠近河口或岸邊，海底峽谷由於缺乏陸地沉積物輸入，這些峽谷變得不活躍且喪失傳輸沉積物的功能。Bernhardt and Schwanghart (2021) 調查世界4633 條海底峽谷頭部，其中 2765 條（60%）峽谷被歸類為斜坡峽谷，1702 條（37%）峽谷為切割陸棚峽谷，798 條（17%）峽谷歸成 120 公尺等高線峽谷，只剩183 條（4%）峽谷為海岸相連的峽谷。在現今相對高海平面時期，世界上只有 4% 的海底峽谷與海岸相連及3%的海底峽谷仍能與陸上河流相連並保持活躍。

世界上的大河多因海平面上升而無法與海底峽谷相連，只能將陸上的沉積物運送到河口處

舉例來說，臺灣與日本間的沖繩海槽底部存在大量長江帶來的沉積物，證明古長江曾經直接連接海底峽谷，將遠處青藏高原的沉積物經由古長江及海底峽谷傳輸到沖繩海槽的底部。也就是在上次末次最大冰期時，古長江曾經橫跨約500公里的東海陸棚直接到達沖繩海槽附近，但經歷海平面上升後，古長江因為在平坦的東海陸棚被海水淹沒。且因大陸棚缺乏地形坡度的變化，無法經由重力作用來搬運沉積物，這條通道於是開始阻塞淤積，也無法繼續傳輸沉積物到深海。世界上的大河也多因為海平面上升而無法與海底峽谷相連，只能將陸上的沉積物運送到河口處而無法進入深海。

臺灣東部邊緣的地震頻率高，地震促使海底峽谷谷壁崩塌而形成濁流，有利海底峽谷向源侵蝕及便於沉積物的搬運

比較全世界的海底峽谷，在臺灣周圍的 13條底峽谷中竟然有7條（n = 7, 54%）海底峽谷仍然與海岸相連，以及5條海底峽谷仍能與陸上河流相連(n=5, 38%)，遠高於世界的平均值，創造出新臺灣之光(圖2)。Chiang and Yu(2022)的研究顯示，臺灣的海底峽谷自末次最大冰期以來仍能與海岸相連的關鍵控制因素是由於臺灣的高隆起速率、狹窄大陸棚、坡度陡峭、地震頻率高、颱風侵臺次數多、沉積物供應量大等因素，導致大量沉積物經由海底峽谷輸送到周圍的深海。在臺灣東部邊緣的地震頻率較高，地震促使海底峽谷谷壁崩塌而形成濁流，有利海底峽谷向源侵蝕及便於沉積物的搬運，造就臺灣東部6條都是與海岸相連的海底峽谷。頻繁的地震是臺灣周圍海域出現與海岸相連的海底峽谷另一個重要因素。