臺灣西北海岸的地質地形教學資源



文/李文禮


前言

「十二年國民基本教育課程綱要總綱」自108學年度起,依照不同教育階段(國民小學、國民中學及高級中等學校)一年級起逐年實施,其中課程發展之主軸是「核心素養」,其意指一個人為適應現在生活及面對未來挑戰,所應具備的知識、能力與態度,強調學習不宜以學科知識及技能為限,而應關注學習與生活的結合,透過實踐力行而彰顯學習者的全人發展(教育部,2014)。 臺灣北海岸的地質地形教學資源圖1
圖1. 核心素養的滾動圓輪意象(資料來源:教育部,2014)

核心素養的養成既是十二年國教的重要目標,要達成此項目標,總綱就規定領域課程設計應適切融入性別平等、人權、環境、海洋、品德、生命、法治、科技、資訊、能源、安全、防災、家庭教育、生涯規劃、多元文化、閱讀素養、戶外教育、國際教育、原住民族教育等19項議題。藉由實施議題教育的教與學,如圖2,可引導學生覺知生活中的情境,並從不同領域/學科角度對議題加以探究、分析與思考,培養學生對生活情境問題的分析與解決能力 (教育部,2017) 。
臺灣北海岸的地質地形教學資源圖2
圖2. 議題的教與學(資料來源:教育部,2017)

議題具有時代性、脈絡性、變動性、討論性和跨領域等特性,而取材可視社會發展需要、社會大眾關注程度來調整,且期待學生應有所理解與行動的一些課題。由於聯合國已啟動所定的2030年永續發展目標議程(The 2030 Agenda for Sustainable Development),當中最受矚目的便是其訂定的17項永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDGs)如圖3,所以這些目標就是未來很重要的國際議題。
臺灣北海岸的地質地形教學資源圖3
圖3. 聯合國17項永續發展目標

北海岸的地質與地形教學資源豐富,筆者希望可以利用此素材,供教師融入19項議題,達到十二年國民基本教育的核心素養的養成,尤其此素材與環境、海洋、能源、安全、防災、戶外教育、國際教育等的相關性更是顯而易見,也希望學生也能藉此教學素材關心生活環境,自我學習和成長。

臺灣特殊的地理位置

臺灣島位在太平洋西岸、亞洲大陸外緣的花彩列島(Festoon Islands)中段,花彩列島北起阿留申群島、千島群島,南至菲律賓群島及印尼群島,因其排列形似花彩而得名,在東亞的經貿、政治和戰略地位上也很重要,因它們像一條鎖鏈,也有第一島鏈或東亞島鏈之稱,如圖4。
臺灣北海岸的地質地形教學資源圖4
圖4. 臺灣位處花彩列島(紅色線標示處)中段(資料來源:Google地圖)

花彩列島是由一串弧形排列的火山島嶼所形成,又稱火山島弧(volcanic arc),如圖5,這裡的火山活動、溫泉地熱和地震活動等地質作用特別活躍,由太平洋板塊(Pacific plate)、菲律賓板塊(Filipino plate)、北美板塊(North American plate)、澳洲板塊(Australian plate)與歐亞大陸板塊(Eurasian plate)的隱没作用所造成,如圖6,是地球上綿延最長的一串火山島弧。
臺灣北海岸的地質地形教學資源圖5
圖5. 海洋板塊(oceanic crust)隱没(subduction)至大陸板塊(continental crust)形成海溝(trench)和火山島弧(volcanic arc)(資料來源:WIKIPEDIA/Volcanic arc)

臺灣北海岸的地質地形教學資源圖6
圖6. 全球板塊分布圖(資料來源)

臺灣北海岸的特色

臺灣四周環海,面積約36,000平方公里,海岸線長約1,200公里,南北狹長約400公里,東西較窄,位處北回歸線上。地殼被擠壓抬升而形成的山脈,南北縱貫全台,其中以中央山脈為主體,山地、丘陵約占全島總面積的三分之二,地勢東高西低,高峻陡峭。

臺灣的海岸依地形地質可概分為下面幾種類型:北海岸為火山邊緣緩坡地與海岸相交的岩岸地形,東北海岸屬岬灣地形;東海岸則為侵蝕性的斷層海岸,較為平直;南海岸屬珊瑚礁海岸;西海岸為河川出海口,河口輸沙量豐富,是堆積性的隆起海岸,加上海底地形淺而形成沙洲、潟湖景觀。

由於海岸地質地形資源豐富,為方便和吸引國內外觀光客,交通部觀光局依據《發展觀光條例》,劃定並公告的「國家級」重要風景或名勝地區,目前共有國家風景區13處,如圖7,位處海岸環境的有東北角暨宜蘭海岸國家風景區、北海岸及觀音山國家風景區、雲嘉南濱海國家風景區、大鵬灣國家風景區、東部海岸國家風景區、澎湖國家風景區和馬祖國家風景區共7處,而本文介紹的北海岸之主管機關即「北海岸及觀音山國家風景區管理處」。

臺灣北海岸的地質地形教學資源圖7
圖7. 交通部觀光局公告的13處國家風景區

北海岸分屬於新北市萬里、金山、石門、三芝、五股等5區,位於陽明山國家公園北側海岸的陸域及海域部份,如圖8,主要以人文、地質地形、海岸景觀等特殊風貌著稱,尤其是野柳女王頭地景,享譽國內外,近年來更以推動成為世界地質公園為努力目標。
臺灣北海岸的地質地形教學資源圖8
圖8. 北海岸東起自新北市的萬里區,西至三芝區(資料來源:北海岸及觀音山國家風景區管理處)

北海岸重要的地質地形教學資源

地景的形成與地質和氣候息息相關,北海岸的地景受大屯火山群的火山噴發影響,當安山岩質的熔岩流流入白沙灣兩側海中,形成麟山鼻與富貴角兩個岬角,且長年受到東北季風的吹襲和海岸變遷下,有野柳的女王頭,富貴角至老梅海灣內有風稜石、沙丘和海蝕礁岸3種海岸地形,石門的海蝕拱門等,以下簡介一些北海岸重要的地質地形教學資源,以供教師戶外教育參考用。

1.野柳

野柳地質公園是突出於北海岸的狹長海岬,如圖9,全長約1,700公尺,地層是東北-西南走向,向西傾斜的單面山,其地質屬於新生代中新世(2,303萬年到533萬年之前)的大寮層,地層由下而上依序是砂頁岩互層、鈣質砂岩、頁岩、砂岩,其中鈣質砂岩含有圖形或不規則的石灰質結核,抗侵蝕力強,砂岩次之,而頁岩則易風化。

臺灣北海岸的地質地形教學資源圖9
圖9. 野柳的旅遊地質圖(資料來源:北海岸及觀音山國家風景區管理處)

原本水平沉積的地層受地殼變動而形成一面平緩一面較陡的單面山,以及一些相互平行的節理破裂面,海岸地形經過千萬年海濤和東北季風不斷地侵蝕、風化、搬運等作用下,形成了海蝕平臺、海蝕崖、壺穴、蕈狀石、燭臺石、薑石、豆腐岩、蜂窩岩等各種渾然天成的奇形怪石,其中以女王頭最富盛名,如圖10。
臺灣北海岸的地質地形教學資源圖10
圖10. 野柳的女王頭地景,頸部是較弱的砂岩,而頭部是較堅硬的鈣質砂岩結核(資料來源:北海岸及觀音山國家風景區管理處)

當海水與岩石中含有一些鐵的礦物質接觸,發生氧化作用,形成紅色的帶狀花紋,而形成銹染,又稱風化紋,這些氧化鐵膠結砂岩的顆粒後,較砂岩不易受風化,因此氧化帶凸起地表。但相對於鈣質砂岩而言易受風化,此時那麼新生成的氧化鐵風化紋反而下凹了。

2.獅頭山公園

位於突出於海岸的金山海岬,磺港半島的末端,早期是北海岸重要的軍事基地,由於管制而使其地質和生態豐富。

公園北端的海面突出有燭臺雙嶼,如圖11,外形像兩座燭臺,高約60公尺,又稱夫妻石,因板塊運動形成橫直交錯節理的岩石。經過長時間的海浪侵蝕,致使燭臺雙嶼與岬角分開,下方的海蝕洞逐漸貫穿,形成海拱,後來海拱頂部崩塌,形成兩座海石柱形的顯礁,石柱岩基相連。
臺灣北海岸的地質地形教學資源圖11
圖11. 獅頭山公園北端的海面,突出有外形像兩座燭臺的燭臺雙嶼

3.跳石海岸

在金山及石門地區,北海岸公路尚未修築開通之前,來往金山、石門的人們經過這段連綿10餘公里的海岸,就必須等到退水後,踏石跳躍而過,故名為跳石海岸(如圖12),可以想見,瞭解此地潮汐的變化是當地人必要的生活能力。這些礫石大部分是由火山碎屑岩構成,膠結緻密,又稱火山集塊岩,其中的安山岩碎塊是來自80萬年前噴發的大屯火山,這些集塊岩沉積成層後,受地殼抬升及海浪侵蝕成崖,當海蝕崖崩落的岩塊未經長途搬運就直接沉積在海邊,再受海浪淘洗作用而成巨大渾圓的礫石。
臺灣北海岸的地質地形教學資源圖12
圖12. 跳石海岸滿布巨大渾圓的礫石(資料來源:北海岸及觀音山國家風景區管理處)

4.石門洞

大屯火山噴發後堆積之火山碎屑與熔岩,由於當時沖刷速度相當快,火山岩塊、礫石、火山碎屑和細砂,全部混雜一起,於海面下沉積形成集塊岩的岩層,後又因地殼上升而露出地面,在海邊受波浪侵蝕,逐漸由海蝕洞而形成高約10公尺的海蝕拱門(如圖13),在此處可觀察到沉積岩層的層理及交錯層的特徵。
臺灣北海岸的地質地形教學資源圖13
圖13. 受地殼抬升影響,目前的海蝕拱門距海岸已有十幾公尺了

5.老梅、富貴角至麟山鼻

老梅一帶有海岸長約百餘公尺,受海浪侵蝕發育良好的海蝕溝,因為凹陷的地形又稱石槽,其縱深約20~30公尺。春天時灘岩上長滿了石蓴,變成綠色的一片,十分美麗,吸引不少遊客駐足欣賞,如圖14。
臺灣北海岸的地質地形教學資源圖14
圖14. 老梅綠石槽

沿著老梅海岸線往北的富貴角走,除了石槽,還可以看到沙丘、風稜石(如圖15)和石滬。大部分的風稜石為安山岩沿節理裂開後,堆落海岸處,再受強勁的東北季風挾帶海邊的沙礫雕磨而成,風稜石的分布可以一路從老梅、富貴角至麟山鼻的海岸。
臺灣北海岸的地質地形教學資源圖15
圖15. 富貴角風稜石

石滬是一種早期漁民的捕漁設施,在潮間帶堆砌長圓弧形堤岸,從淺水處延伸至深水處,在深水處其盡頭返回做成彎鈎狀,有如袋狀。漲潮時,魚群順着海水進入石滬中覓食海藻;退潮後,石堤已高於海面,魚群困於滬內,漁民便可輕鬆捕撈漁獲。 富貴角位處臺灣本島的最北端,其上矗立著八角型外觀的燈塔,具百年以上歷史,塔身外漆黑白色平行相間條紋,格外顯目又獨樹一格,是富貴角著名地標。

結語

十二年國民基本教育強調培養以人為本的「終身學習者」,包括「自主行動」、「溝通互動」、「社會參與」三大面向,而且在19項重要議題融入十二年國教課綱中,明訂「環境教育」(如表1) 和「海洋教育」於其中4項重大議題,「戶外教育」(如表2)則列於其它15項重要議題之中。由此可知,利用北海岸的地質地形景觀實察活動,教師可以進行這三大面向的核心素養和課綱中的重要議題教育。

表1. 環境教育核心素養
臺灣北海岸的地質地形教學資源表1
資料來源:十二年國民基本教育議題融入說明手冊

表2. 戶外教育議題在不同教育階段的實質內涵
臺灣北海岸的地質地形教學資源表2
資料來源:十二年國民基本教育議題融入說明手冊

參考文獻

1. 十二年國民基本教育課程綱要總綱,教育部,2014年11月,共38頁
2. 十二年國民基本教育議題融入說明手冊,教育部,2017年2月,更新二版,共268頁
3. 十二年國民基本教育領域課程綱要核心素養發展手冊,國家教育研究院,2015年7月21日,共58頁
4. 北海岸野柳風景區之地形地質與自然景觀數位典藏(一),莊文星,國立自然科學博物館館訊第303期
5. 北海岸的地景教學資源,許民陽,台北市立師範學院自然科學教育學系
6. 地景欣賞與解說─臺灣的特殊地形景觀,王鑫
7. 聯合國永續發展目標
8. 北海岸及觀音山國家風景區管理處
9. 東北角暨宜蘭海岸國家風景區管理處
10. 野柳地質公園













臺北市立建國中學地球科學科教師
李文禮