悄悄改變的大地面容


文/王郁軒

我們常以「滄海桑田」來形容環境的巨大改變,有些人更用它來比喻世事無常。這句成語源自於晉朝葛洪的《神仙傳》,書中記載這麼一段情節:「麻姑謂王方平曰:『自接待以來,見東海三為桑田。向到蓬萊,水乃淺於往者略半也,豈復將為陵陸乎!』,方平乃曰:『東海行,復揚塵耳。』」。

「滄海」就是大海,而「桑田」則是種植桑樹或農作物的田地,指的當然是陸地。對話中提到,東海曾經三度變成陸地,而且近來大海似乎逐漸淤淺,不久之後,這處海域恐怕又會再次乾涸,變回陸地。

這耐人尋味的小故事,想必是古人根據環境變遷的見聞下筆,並非憑空杜撰。「滄海桑田」的現象,古今皆然,舉例來說,鹿港和安平港曾經是清代臺灣最重要的港埠,後來卻因港口淤積而榮景不再,隨著泥沙堆積,海岸不斷向外擴張,今日鹿港和安平兩地的老街,距離海岸已經相當遙遠。

所以,從前述簡單例子可知,地表環境是處於動態,不斷在改變的!這變動雖然不像禽飛獸走、花開楓紅那般引人矚目,但只要用心觀察,還是能感受得到。

變動的原因是什麼呢?是大自然的力量,還是人為因素?

變動需要多久時間呢?數十年、數百年,還是要長壽如神仙才能看出端倪?

就讓我們繼續看下去……

 場景一 季節限定的礁岩變裝


老梅社區--新北市石門區的純樸漁村,座落於富貴角東側的海灣。和大多數的海灣一樣,這兒也擁有一望無際的沙灘。不過,比較奇特的是,沙灘不就是由鬆散沙粒堆成的嗎?但這片沙灘最前緣的沙粒卻結塊了,像是土黃色的礁岩。更耐人尋味的是,每年冬末春初,礁岩還會變成翠綠色呢!

礁岩變得綠油油,並非沙子或岩石成分有什麼變化,也不是人類的傑作,純粹只是因為表面長滿了綠藻。每年春天,正是北海岸石蓴、扁石髮等綠藻的生長盛期,生長茂密的綠藻覆蓋了礁岩表面,把海灘裝扮成好大一張的綠色地毯(如圖1)。


圖1.春天,綠藻長滿礁岩表面,把老梅海灘染成一片翠綠

可是隨著時節進入夏季,天氣變熱,綠藻漸漸乾枯,顏色也由綠轉白,最後,海灘又變回尋常的土黃色(如圖2),想見到綠色礁岩,只能等待來年,所以,綠藻綴礁岩的奇景,可是季節限定的囉!


老梅礁岩的身世之謎

有些人稱老梅的綠色礁岩為藻礁。但這些礁岩並非由石灰藻或珊瑚蟲分泌的碳酸鈣所形成。之所以被誤認為「藻礁」,應該與綠藻在表面生長有關。

也有人認為,老梅海岸就在富貴角旁,而富貴角是由大屯火山群的岩漿冷卻凝固所形成,所以礁岩應該是火成岩。

可是,如果我們仔細觀察礁岩和層層堆積的砂粒及清楚的層理,就會發現,這裡頭有著閃亮的石英砂、黑色的磁鐵砂,以及白色的貝殼碎屑。所以,礁岩是由各種海灘沉積物層層堆積後由鈣質黏結而成的「灘岩」,它其實是形成已有相當年代的一種沉積岩!




圖2.春天一過,綠藻漸漸乾枯變白,老梅海岸的礁岩又變回土黃色

 場景二 季風更迭讓靈龜擺尾


沿著宜蘭海岸旅行,龜山島始終都是最明顯的地標。這座島嶼由火山活動形成,外觀上分為龜首、龜背和龜尾三部分。科學家研究發現,龜山島火山在過去七千年來曾有過噴發紀錄,屬於活火山。至今,陡峭的龜首崖壁下方及附近的海底仍持續噴出硫氣和熱泉,不僅空氣中瀰漫刺鼻的硫磺味,連鄰近海域都被溫泉染成乳白色(如圖3)。


圖3.龜首海面下的岩層持續湧出溫泉,把鄰近海域染成一片乳白色

遊覽龜山島,登上龜背最高點(401高地),展望真是好,除了龜首前方海域,藍白交融的水色令人驚艷外,朝相反方向遠眺,平時若隱若現的龜尾也盡收眼底。

有趣的是,季節不同,龜尾的形貌居然也不一樣!夏季,龜尾看起來筆直(如圖4),可是到了冬天,龜尾末端卻會朝向西南方彎曲(如圖5),這是怎麼一回事呢?

原來,這條烏龜尾巴是由一顆顆鵝卵石堆疊而成的。鵝卵石和島上山壁的岩石成分相同,都是熔岩塊或火山碎屑岩。所以,龜尾的成因就很明確了:山壁上岩塊掉落之後,被海浪長期沖刷、搬運、堆積而成的。

冬季,東北季風盛行,龜尾末端的鵝卵石被強勁的海流搬往西南側,夏天改吹西南季風,海流方向改變,礫石又被搬回來,因而使得龜尾看起來會擺動,這就是靈龜擺尾的玄機!


圖4.夏季,西南季風盛行,龜尾筆直


圖5.冬季,東北季風盛行,龜尾看起來彎曲,形成靈龜擺尾的奇觀(攝影者:吳文德)

 場景三 小小泥火山愛吐泡泡


泥岩是沉積岩的一種,雖然號稱岩石,但質地並不堅固,反倒像是一捏就碎的泥土。這種岩層禁不起風吹雨打,容易流失,植物也難以生長,光禿禿的地貌看來相當荒涼,故稱為惡地,也就是一般人稱之為月世界的景觀。

泥岩的前身主要是海底淤泥。由於泥巴顆粒相當細緻,可以隔絕空氣進出,所以埋藏在淤泥裡的生物遺骸不容易氧化,生物體的碳、氫元素有機會被保存,逐漸形成天然氣。

在地下水豐富的泥岩地區,地下水與泥岩混合成泥漿,若地下的天然氣沿著地層斷層或裂隙向上釋放壓力,就會將泥漿湧出地面,層層堆疊起來,就會形成酷似火山的小土丘,這即是泥火山。從泥火山的「火山口」噴出來的不是火紅的岩漿,而是暗灰色的泥漿!

泥火山的噴發大多是間歇性的,地下必須累積夠多的天然氣,才有足夠的壓力把泥漿噴出地面。所以,每隔一段時間,泥火山的噴發口便會傳來「咕嗵、咕嗵」的聲響,不僅湧出黏稠的泥漿,還冒起圓滾滾的大氣泡,這氣泡便是從泥漿中逸散出來的天然氣(如圖6)。


圖6.每隔一段時間,泥火山的噴發口就會湧出泥漿和冒出氣泡

泥火山的位置並非永遠不變,地底環境如果發生了改變,像發生地震使得地層裂縫閉合或產生新的裂痕,泥漿就會另找出路冒上來。所以,隔一段時間觀察泥火山,就會發現它不僅長高、變胖,甚至連位置都改變了呢(如圖7)!


圖7.隨著泥火山不斷噴發,以及地底環境發生改變,都可能使泥火山的形貌和位置發生改變(上圖攝於2008年,下圖攝於2016年;地點為高雄市燕巢區的烏山頂泥火山)

 場景四 大地傷痕到哪裡去了


岩石並非堅不可摧,在外力作用下,岩層也可能變形,甚至破裂!若岩層破裂,將擠壓變形時累積的能量釋放出去,便引發地震,原本好端端的岩層也沿著裂痕兩側錯動,變得不連續,形成斷層。

斷層好比是大地傷口,一旦受到外力作用,極容易再次迸裂,所以,有些活動性高的斷層每隔一段時間就可能再度錯動,引發地震。因為地質結構脆弱,在野外,斷層容易受風吹雨打而被侵蝕,或掩沒於荒煙蔓草之中,時間一久,人們就忘了它的存在。

舉例來說,九二一大地震肇因於車籠埔斷層的錯動,這條長達一百公里的地龍把中部地區搞得天翻地覆,沿著斷層帶,許多地方的岩層都隆起了好幾公尺,高低落差極為明顯。

當它穿過臺中市大甲溪,河道立即被抬升,原本地勢平緩的河床,居然成了高數公尺的瀑布,流水嘩啦啦從高處落下,真的相當壯觀。只是,這斷層瀑布來得快去得也快,在一次又一次的風雨洪流沖刷下,瀑布就土崩瓦解了(如圖8),從聲勢驚人到消失殆盡,不過才十餘年。


圖8.斷層切過大甲溪,造成河床隆起,形成湍急的瀑布。經過多年的流水沖刷,瀑布已經消失,看不出河床曾經隆起過(上圖攝於1999年,下圖攝於2012年)

正因為斷層可能在風吹雨打中消失,所以政府特別選擇明顯的斷層露頭加以保護,規劃為地震教育園區(如圖9),不僅可供學術研究,也做為教育展示之用。


圖9.隆起的斷層使得臺中市霧峰區的光復國中操場跑道隆起,如今這處斷層已被保留下來,成為地震博物園區的戶外展場

 場景五 氣候暖化冰川消失了


冬冷夏熱,是大自然的規律。因為地處亞熱帶,只有高山才有較多機會降雪,但一進入春夏,氣溫回暖,積雪便完全融化,想看見雪,又得等到冬季來臨。

在過去冰河時期,臺灣氣候比現在寒冷,迎風面的高山,像雪山、南湖大山、合歡山等,山頭冬季時可能長時間積雪。冰雪年復一年堆積增厚,把山頂附近的岩層向下擠壓侵蝕成半圓形的凹谷,稱為「冰斗」(也稱為「圈谷」),這就是冰河的源頭。如今冰河雖然早已消失,但是留在高山上的圈谷卻是冰河曾經造訪臺灣的證據。

近年來,氣候暖化成了環保議題的焦點。且不論世界各地酷寒、熱浪屢創紀錄,旱澇威脅日趨嚴重等是否為暖化所致,但短短一百年來,地球平均氣溫上升了近1℃卻是不爭事實。

氣候暖化之後,積雪消融更快,若每年積雪追不上冰融的速度,冰川也會逐漸消退(如圖10)。目前世界上大部分冰川都出現縮短、消退現象。長年堆積在陸地的冰層(尤其是格陵蘭和南極大陸)一旦融化成水流入海中,就會使海水面上升,淹沒低漥陸地。此外,大量淡水注入海中,改變海水鹽度的分布,也會牽動洋流的流動,加劇氣候變遷,真是牽一髮而動全身啊!


圖10. 從兩張不同年代拍攝的照片,可以清楚發現冰河消退的現象。
(上圖攝於1999年,下圖攝於2012 年;攝影者:許民陽,地點為紐西蘭福斯冰河)


 場景六 滔滔白浪雕琢大自然


岩岸地區,波浪力量大,侵蝕作用明顯,在波浪長期拍打衝擊下,比海面略高的岩層最容易凹陷,逐漸形成海蝕凹壁。當海蝕凹壁持續向內塌陷,上方厚重的岩層就可能因為失去支撐而塌下來,形成陡直的崖壁,這即是海蝕崖。

掉落下來的大石塊,東倒西歪的堆在海蝕崖前方的海岸上,這些大塊頭平日不動如山,可是一遇上颱風巨浪就沒轍。在波浪猛烈拍擊下,巨石漸漸受到磨蝕,裂解成小碎塊,最後被波浪捲回海裡!

所以,在前述波浪的侵蝕作用下,海岸岩層一再凹陷、崩塌,掉落的石塊也一一裂解,沒入海裡,這麼一來,海蝕崖的位置也就漸漸後退,離海愈來愈遠。時間一久,海蝕崖前方就會露出一大片平坦海岸,只比海平面略高一點,這就是所謂的海蝕平臺(如圖11)。


圖11.海岸岩層長期受到海浪拍打衝擊,逐漸後退形成陡峭的海蝕崖,以及平坦的海蝕平臺

岩層的節理(岩石受到外力作用而產生的裂痕)和質地鬆軟的部分,最容易受到海浪侵蝕,凹陷成神祕的海蝕洞。隨著裂痕愈來愈深,洞穴逐漸擴大,最後,海蝕洞就可能被貫穿,變成天然的岩石拱門--海蝕門。

海蝕作用就這樣結束了嗎?還沒呢!海蝕門並不結實,因為拱門下方的岩層被掏空,缺乏支撐的結果,「門樑」最終還是會崩塌,徒留兩側的石柱或岩壁,這一柱擎天的石柱就是海蝕柱(如圖12a、12b、12c)!


圖12a. 海蝕作用三部曲:海岸岩層被波浪侵蝕而向內凹陷成海蝕洞
(苗栗縣後龍鎮海岸2007年)



圖12b. 海蝕作用三部曲:海蝕洞被鑿穿,變成海蝕門
(苗栗縣後龍鎮海岸2011年)



圖12c. 海蝕作用三部曲:海蝕門的拱門失去支撐垮掉,形成海蝕柱
(苗栗縣後龍鎮海岸2013年)


 場景七 誰說滄海一定變桑田


泥沙是構成沙灘的基本成員,這些小不點主要來自於陸地,它們的前身是滾落山谷的大石塊。被河水搬運的岩石碎塊,從上游山區一路往下旅行,到了河流下游、出海口附近,幾乎都裂解成細小的泥沙。

流入海中的泥沙,不見得立刻就在海岸「定居」下來,它們還可能隨著海水沖上岸來、刷下海去。如果河流搬來的泥沙量多,而且波浪沖刷的力道小,海灘上的泥沙就愈積愈多,海岸也逐漸擴張。反過來說,如果河流帶來的泥沙不足,而波浪作用又強勁,泥沙不僅不容易堆積,海岸甚至還會受到侵蝕而逐漸後退。

臺灣西海岸的海底地形淺平,風浪較小,所以泥沙容易在海岸附近堆積,逐漸形成以沙灘、沙丘為主的沙岸地貌。可是,西海岸其實正面臨危機!

全球暖化之後,極端的天氣現象屢屢發生,每一回颱風巨浪來襲,都嚴重侵蝕沙灘、掏空沙丘,把海岸破壞得面目全非。此外,人們在河流中、上游山谷興建水庫,又在下游河床上開採砂石,也使得流入海裡的泥沙大為減少。種種因素影響下,部分西海岸不僅泥沙堆積停滯,甚至還節節後退(如圖13)。


圖13. 由於河流輸沙不足,海岸沙灘、沙丘被海浪侵蝕掏空,原本築立於沙丘後方的碉堡因而傾倒(上圖攝於1999年,下圖攝於2005年;攝影者:許民陽,地點為桃園市觀音區海岸)

海岸後退了,每逢颱風來臨,巨浪狂潮總是嚴重威脅沿海居民的身家財產。為了阻擋波浪的侵襲,許多海邊不是築起長長的海堤,就是堆疊一排排像水泥粽子的消波塊,但這些都只能治標不能治本,最根本的解決之道,還是得尊重大自然,不要恣意破壞環境。

有句廣告詞說得好:天然的尚好,海岸也一樣!

從上述幾個例子,大家清楚明白地表環境是會改變的,而且時時刻刻都在變化。有些變化只在頃刻間,有些則需要藉由不同時空的比對才能看出端倪。當然,還有更多環境的變遷遠遠超過百年,即使窮極一生也見不著。但是,可以確定的是,人與環境之間有著絕對密切的互動,不僅人類活動受到環境影響,人們的所作所為也深深影響環境,為了地球更為了自己,做好環境保育、永續利用地球資源,真的很重要!




王郁軒
臺北市國語實驗國民小學教師