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研究生：	楊政穎 Young, Chang-In
論文名稱：	台灣地震規模≧6前之活動性研究 Seismic activity before M≧6 earthquake in Taiwan
指導教授：	饒瑞鈞 Rau, Ruey-Juin
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 地球科學系 Department of Earth Sciences
論文出版年：	2016
畢業學年度：	104
語文別：	中文
論文頁數：	180
中文關鍵詞：	地震活動性、逆斷層、走向滑移斷層
外文關鍵詞：	seismic activity, reverse fault, strike slip fault
相關次數：	點閱：74 下載：8
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台灣位於聚合型板塊的邊界較容易產生大地震，若能了解大地震之前的現象並藉由此現象來預測大地震對台灣社會有相當大的幫助，Wu and Chiao (1999)發現在集集地震之前幾個月會有地震活動性下降的情況，因此假設主震之前地震活動性可能會有變化。本研究針對全台灣規模大於或等於6的地震做為研究對象，探討主震之前的地震活動性以及造成地震活動性變化的原因並定義出每個主震的發震構造、破裂區域。先用主震規模將理論的破裂區域面積求出，再根據主震之後幾個月的餘震分佈定義出破裂區域的長寬比率和相對位置，再以破裂區域為範圍去觀察主震之前的地震活動性變化，取主震之前四到五年的前震畫出地震數目隨時間的變化圖。本研究分為三種狀況來探討，分別為主震之前地震活動性上升、下降、沒有太大的變化。將每個主震之前地震活動性的變化為何定義完後，再去定義每個主震之前地震活動性變化的上升期和下降期以及地震數目上升或下降的百分比，接著畫出每個主震的所在位置，發現全台灣的大地震主要分佈在三個區域分別為西部褶皺逆衝帶、琉球島弧隱沒帶、東部碰撞帶，因此本研究將深入探討這三個區域內的斷層種類以及內部小斷層的相對位置。逆斷層在應變累積到接近主震發生時斷層上盤錯動的速率會下降，應變累積速率會下降，所以主震之前的地震活動性會下降，走向滑移斷層在應變累積到接近主震發生時，應變會累積在和主要斷層平行的小斷層，應變累積速率會上升，所以主震之前的地震活動性會上升。分析完48個主震之前四到五年地震活動性變化之後，得到的結果為逆斷層引發的主震中，主震之前地震活動性下降佔73.33%，所以逆斷層引發的主震之前地震活動性多為下降，走向滑移斷層引發的主震中，主震之前地震活動性上升佔56.25%，所以走向滑移斷層引發的主震之前地震活動性多為上升，和之前的假設吻合。
關鍵字:地震活動性、逆斷層、走向滑移斷層

Taiwan is located at the convergent plate boundary, so there are many large magnitude earthquakes in Taiwan. If we can know the precursor phenomena before large earthquake, it will be helpful for Taiwan society. This study uses 48 earthquakes (M≧6) from 1991 to 2014 to analyze the seismicity before the main shock in Taiwan. The proportion of seismic activity increased before main shock in the Ryukyu island arc subduction zone is larger than the fold and thrust belt in western Taiwan. Besides, the proportion of seismic activity decreased before main shock in the fold and thrust belt in western Taiwan is larger than Ryukyu island arc subduction zone. The seismicity of reverse fault decreases before the main shock. The seismicity of strike-slip fault increases before the main shock.
Key word: seismic activity, reverse fault, strike-slip fault.

中文摘要....................................................I
英文延伸摘................................................II
致謝......................................................VI
目錄.....................................................VII
圖目錄...................................................IX
	
第一章	緒論..............................................................1
第二章	前人文獻...............................................................................................................3
      2.1    台灣近年來大地震之前地震活動性的研究.........................................3
             2.1.1   1999年集集地震(Mw=7.6)之前地震活動性變化...............3
             2.1.2   四個大地震之前的地震活動性變化......................................4
             2.1.3  前人研究觀測到大地震之前地震活動性上升的例子..........6
      2.2    三個研究區域的斷層相對位置及其深度.............................................6
             2.2.1  西部褶皺逆衝帶..........................................................................6
             2.2.2  琉球島弧隱沒帶………………………………..…..…….………..….,………9
             2.2.3  東部碰撞帶…………………………………..…..…………..………….………11
      2.3   利用主震規模定義餘震區…………………………….……………………….….……15
      2.4   主震之前的應變累積…………………………………………….………………..….…..16
            2.4.1    如何求主震之前的應變累積曲線…………………………..…..….16
            2.4.2    大地震發生時震央附近的應力狀態………………………..……..17
                 2.4.2.1 走向滑移斷層引發大地震時震央附近的應力狀態…17
                 2.4.2.2 逆斷層引發大地震時震央附近的應力狀態…………….18
第三章   研究方法與步驟………………………………………………………….…………..…………..19
3.1定義每個主震的asperity...........................................................................19
3.2觀察每個asperity內的前震變化.............................................................19
3.3定義出每個主震的發震構造....................................................................20
3.4歸納並整理何種發震構造或何種震源機制引發的主震之前地震活動性為何........................................................................................................20
3.5找出造成主震之前地震活動性上升或下降的原因..............................20
第四章  研究結果………………………………………………………21
        4.1西部褶皺逆衝帶附近區域主震之前地震活動性的研究....................24
        4.2琉球島弧隱沒帶附近區域主震之前地震活動性的研究……….…....….60
        4.3東部碰撞帶附近區域主震之前地震活動性的研究…………….…….…..135
第五章  討論………………………………………………………………………………………………168
        5.1以三個研究區域來分類探討主震之前的地震活動性…………….……..168
           5.1.1西部褶皺逆衝帶發生的主震之前地震活動性上升、下降、沒有太大的變化個別所佔的比例………………………………………………..168
           5.1.2琉球島弧隱沒帶發生的主震之前地震活動性上升、下降、沒有太大的變化個別所佔的比例………………………………………………..168
           5.1.3東部碰撞帶發生的主震之前地震活動性上升、下降、沒有太大的變化個別所佔的比例………………………………………………………..169
       5.2以斷層型態來分類探討主震之前的地震活動性................................170
           5.2.1逆斷層引發的主震之前地震活動性上升、下降、沒有太大的變化個別所佔的比例……………………………………………………………….170
           5.2.2走向滑移斷層引發的主震之前地震活動性上升、下降、沒有太大的變化個別所佔的比例…………………………..……………………….170
       5.3主震之前地震活動性下降的主震分佈…………………………….…....….….…173
            5.3.1下降期為一到五個月的主震...................................................174
            5.3.2下降期為六到十個月的主震…………………………..…………………..175
            5.3.3下降期為十一個月以上的主震……………………………..…………….176
       5.4主震之前地震活動性上升的主震分佈…………………………….………………177
            5.4.1上升期為一到五個月的主震…………………………………….…………178
            5.4.2上升期為六個月以上的主震………………………..……………………..179
第六章  結論………………………………………………………………………………………………..…….180
參考文獻………………………………………………………………………………181
                            
                            圖目錄
圖1-1  南加州1999年 MW=7.1大地震之前的應變累積狀況..................................2
圖2-1  全台灣1994年1月到1999年9月的地震分佈……………………………………...3
圖2-2  集集地震之前幾年ML≧4和ML≧2地震數目變化的情況...........................4
圖2-3  四個研究區域在1991到2006年的地震分佈.................................................5
圖2-4  圖2-3大地震所在區域內，以區域為範圍每個大地震之前地震數目變化的情況....................................................................................................................................5
圖2-5  台灣中部主要斷層的分佈圖…………………………………………………….……………….7
圖2-6  車籠埔斷層及其附近斷層的相對位置圖.........................................................8
圖2-7  台灣中部四條主要斷層的側剖面圖.................................................................8
圖2-8  板塊聚合處對應到地表上的相對位置圖…………………..…………………..…………9
圖2-9  圖2-8 由C-C，測線往下切觀察到的地震分佈............................................10
圖2-10  歐亞板塊和菲律賓海板塊交界的立體圖………………………………………………10
圖2-11  琉球海溝和台灣的相對位置圖…………………………………………………..…………11
圖2-12  縱谷斷層的相對位置圖...................................................................................12
圖2-13  縱谷斷層和板塊邊界的側剖面圖…………………………………..……….….………..12
圖2-14  縱谷斷層從南到北斷層型態的變化圖.........................................................14
圖2-15  紐西蘭規模6.3 Edgecumbe地震在主震之後一個月的餘震分佈…………15
圖2-16  紐西蘭85個主震的規模和餘震區的關係圖………………………………………..16
圖2-17  規模7.1Hector Mine地震之前幾年的應變累積圖………………………...…….17
圖2-18  土耳其North Anatolian fault在大地震發生時的應力狀態……………...…..17
圖2-19  墨西哥Middle America Trench和主震的相對位置圖………….………….……18
圖2-20  墨西哥Middle America Trench在主震發生時的應力分佈圖……….….…..18
圖4-1 1991到2014年台灣內陸及東部外海規模大於或等於6的地震分佈圖………………………………………………………………………………………………21
圖4-2   1991到2014年西部褶皺逆衝帶附近規模大於或等於6的地震分佈圖……………………………………………………………………………………………22
圖4-3   1991到2014年琉球島弧隱沒帶附近規模大於或等於6的地震分佈
圖……………………………………………………………………………………………22
圖4-4   1991到2014年東部碰撞帶附近規模大於或等於6的地震分佈圖…………………………………………………………………………………………23
圖4-5   1998/7/17規模6.2地震的asperity大小以及相對位置…………………..……24
圖4-6   1998/7/17規模6.2地震之前四到五年的地震活動性變化圖………..……..25
圖4-7   1998/7/17規模6.2地震的震源和發震構造相對位置圖…………..…………..26
圖4-8   1999/9/20規模7.3地震的asperity大小以及相對位置…………………….….27
圖4-9   1999/9/20規模7.3地震之前四到五年的地震活動性變化圖………….…….28
圖4-10   1999/9/20規模7.3地震的震源和發震構造相對位置圖…………………….29
圖4-11   1999/9/20規模6.07地震的asperity大小以及相對位置………………..…..30
圖4-12   1999/9/20規模6.07地震之前四到五年的地震活動性變化圖…………..31
圖4-13   1999/9/20規模6.07地震的震源和發震構造相對位置圖…………….…….32
圖4-14   1999/9/20規模6.44地震的asperity大小以及相對位置…………………...33
圖4-15   1999/9/20規模6.44地震之前四到五年的地震活動性變化圖……….….34
圖4-16   1999/9/20規模6.44地震的震源和發震構造相對位置圖………….……….35
圖4-17   1999/9/20規模6.6地震的asperity大小以及相對位置…………….…….….36
圖4-18   1999/9/20規模6.6地震之前四到五年的地震活動性變化圖………..…...37
圖4-19   1999/9/20規模6.6地震的震源和發震構造相對位置圖…………………..…38
圖4-20   1999/9/20規模6.7地震的asperity大小以及相對位置………………….….39
圖4-21   1999/9/20規模6.7地震之前四到五年的地震活動性變化圖……….……40
圖4-22   1999/9/20規模6.7地震的震源和發震構造相對位置圖…………….………41
圖4-23   1999/9/20規模6.59地震的asperity大小以及相對位置……………….……42
圖4-24   1999/9/20規模6.59地震之前四到五年的地震活動性變化圖…………..43
圖4-25   1999/9/20規模6.59地震的震源和發震構造相對位置圖………….……….44
圖4-26   2000/6/10規模6.7地震的asperity大小以及相對位置………….……….….45
圖4-27   2000/6/10規模6.7地震之前四到五年的地震活動性變化圖………….….46
圖4-28   2000/6/10規模6.7地震的震源和發震構造相對位置圖…………….………47
圖4-29   2000/7/28規模6.1地震的asperity大小以及相對位置…………….……..…48
圖4-30   2000/7/28規模6.1地震之前四到五年的地震活動性變化圖………..……49
圖4-31   2000/7/28規模6.1地震的震源和發震構造相對位置圖…………..…………50
圖4-32   2009/11/5規模6.15地震的asperity大小以及相對位置……………..……..51
圖4-33   2009/11/5規模6.15地震之前四到五年的地震活動性變化圖…………..52
圖4-34   2009/11/5規模6.15地震的震源和發震構造相對位置圖……………….….53
圖4-35   2013/3/27規模6.24地震的asperity大小以及相對位置……………………54
圖4-36   2013/3/27規模6.24地震之前四到五年的地震活動性變化圖……….….55
圖4-37   2013/3/27規模6.24地震的震源和發震構造相對位置圖……………….….56
圖4-38   2013/6/2規模6.48地震的asperity大小以及相對位置………………..…….57
圖4-39   2013/6/2規模6.48地震之前四到五年的地震活動性變化圖…………..…58
圖4-40   2013/6/2規模6.48地震的震源和發震構造相對位置圖……………..………59
圖4-41   1994/2/1規模6.23地震的asperity大小以及相對位置……………….….….60
圖4-42   1994/2/1規模6.23地震之前三年的地震活動性變化圖……………..………61
圖4-43   1994/2/1規模6.23地震的震源和發震構造相對位置圖……………….……62
圖4-44   1994/5/23規模6.0地震的asperity大小以及相對位置…………………..….63
圖4-45   1994/5/23規模6.0地震之前三到四年的地震活動性變化圖………..……64
圖4-46   1994/5/23規模6.0地震的震源和發震構造相對位置圖…………..…………65
圖4-47   1994/5/24規模6.6地震的asperity大小以及相對位置……….……..………66
圖4-48   1994/5/24規模6.6地震之前三到四年的地震活動性變化圖………...…..67
圖4-49   1994/5/24規模6.6地震的震源和發震構造相對位置圖……………..……..68
圖4-50   1994/6/5規模6.0地震的asperity大小以及相對位置………………..….…..69
圖4-51   1994/6/5規模6.0地震之前三到四年的地震活動性變化圖………..….….70
圖4-52   1994/6/5規模6.0地震的震源和發震構造相對位置圖…………...………….71
圖4-53   1996/3/5規模6.4地震的asperity大小以及相對位置…………………….….72
圖4-54   1996/3/5規模6.4地震之前四到五年的地震活動性變化圖…………….…73
圖4-55   1996/3/5規模6.4地震的震源和發震構造相對位置圖………..……..………74
圖4-56   1996/7/29規模6.4地震的asperity大小以及相對位置…………..…….…..75
圖4-57   1996/7/29規模6.4地震之前四到五年的地震活動性變化圖……..….….76
圖4-58   1996/7/29規模6.4地震的震源和發震構造相對位置圖…………………....77
圖4-59   1997/7/15規模6.1地震的asperity大小以及相對位置…………….........…78
圖4-60   1997/7/15規模6.1地震之前四到五年的地震活動性變化圖…………....79
圖4-61   1997/7/15規模6.1地震的震源和發震構造相對位置圖………………..…..80
圖4-62   1997/10/11規模6.07地震的asperity大小以及相對位置…………..….....81
圖4-63   1997/10/11規模6.07地震之前四到五年的地震活動性變化圖……....…82
圖4-64   1997/10/11規模6.07地震的震源和發震構造相對位置圖…….……..……83
圖4-65   1999/6/3規模6.18地震的asperity大小以及相對位置…………….….…....84
圖4-66   1999/6/3規模6.18地震之前四到五年的地震活動性變化圖…….…..….85
圖4-67   1999/6/3規模6.18地震的震源和發震構造相對位置圖……………..……..86
圖4-68   2001/6/13規模6.25地震的asperity大小以及相對位置……………..…....87
圖4-69   2001/6/13規模6.25地震之前四到五年的地震活動性變化圖…………...88
圖4-70   2001/6/13規模6.25地震的震源和發震構造相對位置圖…………..….…..89
圖4-71   2001/6/14規模6.3地震的asperity大小以及相對位置…………….…..……90
圖4-72   2001/6/14規模6.3地震之前四到五年的地震活動性變化圖………...…..91
圖4-73   2001/6/14規模6.3地震的震源和發震構造相對位置圖……………..…..…92
圖4-74   2001/12/18規模6.7地震的asperity大小以及相對位置………………..….93
圖4-75   2001/12/18規模6.7地震之前四到五年的地震活動性變化圖………..…94
圖4-76   2001/12/18規模6.7地震的震源和發震構造相對位置圖……..……….....95
圖4-77   2002/3/31規模6.8地震的asperity大小以及相對位置………………........96
圖4-78   2002/3/31規模6.8地震之前四到五年的地震活動性變化圖………..…..97
圖4-79   2002/3/31規模6.8地震的震源和發震構造相對位置圖…………..………..98
圖4-80   2002/5/15規模6.2地震的asperity大小以及相對位置………………...……99
圖4-81   2002/5/15規模6.2地震之前四到五年的地震活動性變化圖……….…..100
圖4-82   2002/5/15規模6.2地震的震源和發震構造相對位置圖………….……....101
圖4-83   2002/5/28規模6.2地震的asperity大小以及相對位置……..…….…….…102
圖4-84   2002/5/28規模6.2地震之前四到五年的地震活動性變化圖…………..103
圖4-85   2002/5/28規模6.2地震的震源和發震構造相對位置圖………………..…104
圖4-86   2004/10/15規模7.1地震的asperity大小以及相對位置…………...…....105
圖4-87   2004/10/15規模7.1地震之前四到五年的地震活動性變化圖…….……106
圖4-88   2004/10/15規模7.1地震的震源和發震構造相對位置圖………..….……107
圖4-89   2004/11/8規模6.58地震的asperity大小以及相對位置…………....…….108
圖4-90   2004/11/8規模6.58地震之前四到五年的地震活動性變化圖…….……109
圖4-91   2004/11/8規模6.58地震的震源和發震構造相對位置圖…………...……110
圖4-92   2004/11/11規模6.09地震的asperity大小以及相對位置…………….….111
圖4-93   2004/11/11規模6.09地震之前四到五年的地震活動性變化圖……....112
圖4-94   2004/11/11規模6.09地震的震源和發震構造相對位置圖……………....113
圖4-95   2005/6/1規模6.0地震的asperity大小以及相對位置…………..…..…....114
圖4-96   2005/6/1規模6.0地震之前四到五年的地震活動性變化圖……….…....115
圖4-97   2005/6/1規模6.0地震的震源和發震構造相對位置圖…………......….…116
圖4-98   2005/9/6規模6.0地震的asperity大小以及相對位置……….….……....…117
圖4-99   2005/9/6規模6.0地震之前四到五年的地震活動性變化圖………….….118
圖4-100   2005/9/6規模6.0地震的震源和發震構造相對位置圖………….……….119
圖4-101   2006/7/28規模6.02地震的asperity大小以及相對位置………….…....120
圖4-102   2006/7/28規模6.02地震之前四到五年的地震活動性變化圖……..…121
圖4-103   2006/7/28規模6.02地震的震源和發震構造相對位置圖…………..….122
圖4-104   2007/9/6規模6.63地震的asperity大小以及相對位置…………….……123
圖4-105   2007/9/6規模6.63地震之前四到五年的地震活動性變化圖…….…..124
圖4-106   2007/9/6規模6.63地震的震源和發震構造相對位置圖…………….…..125
圖4-107   2009/7/13規模6.0地震的asperity大小以及相對位置………...….…...126
圖4-108   2009/7/13規模6.0地震之前四到五年的地震活動性變化圖……….…127
圖4-109   2009/7/13規模6.0地震的震源和發震構造相對位置圖………….……..128
圖4-110   2012/6/9規模6.62地震的asperity大小以及相對位置………….…….…129
圖4-111   2012/6/9規模6.62地震之前四到五年的地震活動性變化圖……..…..130
圖4-112   2012/6/9規模6.62地震的震源和發震構造相對位置圖………….……..131
圖4-113   2013/6/7規模6.21地震的asperity大小以及相對位置……..…….…….132
圖4-114   2013/6/7規模6.21地震之前四到五年的地震活動性變化圖…….…..133
圖4-115   2013/6/7規模6.21地震的震源和發震構造相對位置圖……………..….134
圖4-116   2000/9/10規模6.2地震的asperity大小以及相對位置……….………..…135
圖4-117   2000/9/10規模6.2地震之前四到五年的地震活動性變化圖…….…..136
圖4-118   2000/9/10規模6.2地震的震源和發震構造相對位置圖…………….…..137
圖4-119   2002/2/12規模6.2地震的asperity大小以及相對位置…………..………138
圖4-120   2002/2/12規模6.2地震之前四到五年的地震活動性變化圖……..…..139
圖4-121   2002/2/12規模6.2地震的震源和發震構造相對位置圖…………….…..140
圖4-122   2003/6/10規模6.48地震的asperity大小以及相對位置…………..……141
圖4-123   2003/6/10規模6.48地震之前四到五年的地震活動性變化圖…….…142
圖4-124   2003/6/10規模6.48地震的震源和發震構造相對位置圖…………..…..143
圖4-125   2003/12/10規模6.42地震的asperity大小以及相對位置………….…...144
圖4-126   2003/12/10規模6.42地震之前四到五年的地震活動性變化圖…..…145
圖4-127   2003/12/10規模6.42地震的震源和發震構造相對位置圖……….…….146
圖4-128   2004/5/19規模6.03地震的asperity大小以及相對位置………….….….147
圖4-129   2004/5/19規模6.03地震之前四到五年的地震活動性變化圖……….148
圖4-130   2004/5/19規模6.03地震的震源和發震構造相對位置圖…………..…..149
圖4-131   2006/4/1規模6.23地震的asperity大小以及相對位置………….……...150
圖4-132   2006/4/1規模6.23地震之前四到五年的地震活動性變化圖…….…..151
圖4-133   2006/4/1規模6.23地震的震源和發震構造相對位置圖…………….…..152
圖4-134   2006/4/15規模6.7地震的asperity大小以及相對位置…………..……...153
圖4-135   2006/4/15規模6.7地震之前四到五年的地震活動性變化圖……..….154
圖4-136   2006/4/15規模6.7地震的震源和發震構造相對位置圖……………...…155
圖4-137   2009/10/3規模6.09地震的asperity大小以及相對位置…………..……156
圖4-138   2009/10/3規模6.09地震之前四到五年的地震活動性變化圖……....157
圖4-139   2009/10/3規模6.09地震的震源和發震構造相對位置圖…………..…..158
圖4-140   2009/12/19規模6.92地震的asperity大小以及相對位置…………..….159
圖4-141   2009/12/19規模6.92地震之前四到五年的地震活動性變化圖……..160
圖4-142   2009/12/19規模6.92地震的震源和發震構造相對位置圖……..……...161
圖4-143   2010/12/21規模6.14地震的asperity大小以及相對位置………….…..162
圖4-144   2010/12/21規模6.14地震之前四到五年的地震活動性變化圖……..163
圖4-145   2010/12/21規模6.14地震的震源和發震構造相對位置圖……….…….164
圖4-146   2013/10/31規模6.42地震的asperity大小以及相對位置………….…..165
圖4-147   2013/10/31規模6.42地震之前四到五年的地震活動性變化圖…..…166
圖4-148   2013/10/31規模6.42地震的震源和發震構造相對位置圖………...…..167
圖5-1     西部褶皺逆衝帶發生的主震之前地震活動性上升、下降、沒有太大的變化個別所佔比例的圓餅圖...................................................................................168
圖5-2     琉球島弧隱沒帶發生的主震之前地震活動性上升、下降、沒有太大的變化個別所佔比例的圓餅圖………………………………………………………………………………168
圖5-3    東部碰撞帶發生的主震之前地震活動性上升、下降、沒有太大的變化個別所佔比例的圓餅圖………………………………………………………………………………………169
圖5-4   逆斷層引發的主震之前地震活動性上升、下降、沒有太大的變化個別所佔比例的圓餅圖………………………………………………………………………………………….………170
圖5-5   走向滑移斷層引發的主震之前地震活動性上升、下降、沒有太大的變化個別所佔比例的圓餅圖……………………………………………………………..…………………..……170
圖5-6   逆斷層引發的主震分佈圖……………………………………………………………………171
圖5-7   走向滑移斷層引發的主震分佈圖…………………………………..……….……….….172
圖5-8   主震之前地震活動性下降的主震分佈圖……………………..…………………….173
圖5-9   下降期為一到五個月的地震活動性變化圖…………………..………..………...174
圖5-10   下降期為六到十個月的地震活動性變化圖……………………..……….……..175
圖5-11   下降期為十一個月以上的地震活動性變化圖……………………………….…176
圖5-12   主震之前地震活動性上升的主震分佈圖………………………………….……..177
圖5-13   上升期為一到五個月的地震活動性變化圖………………….…………….……178
圖5-14   上升期為六個月以上的地震活動性變化圖……………….………………….179
                                    

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