台灣屬於地震頻繁的地區，若能更快速預警地震，有助於減少人員傷害。台灣的地震、海嘯預警，是否有機會應用「以光速傳遞瞬時重力訊號」這項新技術，達到地震預警效果？台灣三大專家深入剖析。
法國蔚藍海岸大學的研究團隊，於2022年5月11日在《自然》期刊上發表最新研究，為了克服地震波預警相對較慢，以及可能低估規模7以上地震的問題，採用光速傳播的「瞬時重力訊號」預警海嘯與地震。
研究結果成功地以瞬時重力訊號，預估日本2011年「311大地震」的規模與海嘯波高，但尚未實際用於海嘯與地震的預警系統中。
目前預警地震時，是以地震波作為依據。採用地震波的優點是訊號非常明確，但透過地震波容易低估規模大於7的地震，傳遞的速度也較慢。
因此這篇研究提出採用地震引發的瞬時重力訊號，可以克服用地震波預警的限制。瞬時重力訊號以光速傳播，因此攜帶地震訊息的速度比地震波快得多。
研究團隊認為，採用媲美光速的瞬時重力訊號，有助於開發更快速、更準確的地震與海嘯預警系統。
對此，台灣科技媒體中心邀請台灣專家發表意見，認為目前這個技術要實際運用在預警系統中，雖有困難。但若能著手相關研究與觀測，有助於台灣未來發展複合型的地震預警系統。
瞬時重力訊號派上用場的前提
到底什麼是「瞬時重力訊號」（Prompt Elastogravity Signals，PEGS）？
中央大學地球科學院水文與海洋科學研究所教授吳祚任說明，瞬時重力訊號是由地球內部結構發生位移、所引起的瞬間重力變化。
但因瞬時重力訊號太弱，加上現在的測量儀器還不夠靈敏，而且環境干擾訊號太大。所以要採用這方法有兩個很重要的條件，第一是地震規模要大，第二是要有「很厲害的模式」來分析瞬時重力訊號。
中央研究院地球科學研究所副研究員黃信樺則認為，該份研究最重要的發現，是透過機器學習的方法有效地偵測出過去微弱、不易觀察的瞬時重力訊號，並利用其光速傳遞的特性，爭取更多對大地震與海嘯的預警時間。
黃信樺比喻說，瞬時重力波與地震波，就像閃電的閃光與雷聲一樣，雖然閃光與雷聲都是在閃電發生的當下同時產生，但是光速走得比聲速快，所以我們會先看到閃光才聽到雷聲。
由於地震預警的原理就是利用傳遞更快、更早被接收到的P波（通常是微弱的小震動），來預估較慢較晚到達的S波（通常是主要致災的大震動），而以光速傳遞的瞬時重力波能比地震P波更早到。換言之，就能爭取更多的預警時間供民眾在S波來臨前作緊急應變。
就地震或海嘯預警的觀點，確實僅需將P波換成瞬時重力波的觀測即可進行，十分令人振奮。
然而，瞬時重力波的訊號通常相當微弱與長週期，對測站紀錄的品質要求較高。該研究的成功是在已知地震位置的假設下進行，並且目前只有一個日本案例，
台灣應發展複合型預警系統
台大地質科學系特聘教授吳逸民則表示，該技術要實際應用在預警系統，還有一段路要走。
主因是瞬時重力訊號很小，不容易被一般儀器觀測，實際被記錄的訊號相對少，研究室才以人造訊號，訓練機器學習分析及預估地震規模。但瞬時重力訊號傳遞速度快，對於預警地震、海嘯會有幫助，應加強這方面的觀測及研究，為未來預警做準備。
正如黃信樺所強調的，新技術另一個限制是瞬時重力訊號有「長週期」的特性。
這表示瞬時重力訊號雖然傳遞速度快，但測站要完整記錄這個訊號需要花費33～500秒，遠長於1秒以內就能完整記錄的地震波。光速傳遞爭取到的時間會因此打折，對於預警像台灣通常震源距離很近的地震，幫助有限。
吳祚任更補充，瞬時重力訊號的優勢是，可以比較準確的預估超過規模7的超大型地震規模。但如此大的地震在日常生活中並不常發生，以台灣為例，在有記錄以來，尚未有如此大規模的地震。
就台灣的地震監測技術而言，以現有的預警系統，加上廣泛設置即時的海底地震儀、壓力儀及地殼變形儀器，加強海域的地震及地殼變形觀測，就可以應對絕大多數的地震。
但三位專家都認為，未來隨著量測儀器精進、AI系統的分析愈來愈可靠的情況下，應加強瞬時重力訊號的觀測與研究，發展以地震波預警近距離、中大型地震，以瞬時重力訊號預警遠距、超大型地震的複合型預警系統，是很值得期待的新技術。
