地球科學科

大自然是一本多變化且內容豐富的百科全書，不論是無垠的沙漠，浩瀚的大海，都孕藏了許許多多的奧祕，因此激起我們接近她的興趣。在一次老師領導的墾丁國家公園自然景觀實察中，發現了許多形狀變化多端，猶如一個一個窗戶排列在岩石上的小洞穴景觀，經過老師的指點及查閱資料後，明白這就是「風化窗」地形景觀，在好奇心及對環境景觀的關心下，我們決定同心協力地深入探討她的奧秘。

台灣主要的天災是颱風和地震，對台灣造成嚴重的生命財產損失；低年級時，曾到內湖的防災教育館，體驗過地震模擬情境，令我們印象深刻所以，我們決定藉科展機會，探討地震對於房屋造成的損害情形。因無法用實屋來進行實驗，所以利用陶土、珍珠板、巴爾莎木來建構簡易屋型。先製作不同素材簡易屋的簡易屋，以增加接點及竹籤的數量，來比較經過加強結構後，簡易屋的耐震變化；再將簡易屋放置在不同地質上，探討簡易屋在不同地質的耐震性。我們希望能藉由簡單的實驗，來了解結構加強對於房屋的耐震效果是否有實質的幫助？以及在不同地質的地方蓋房屋是否也影響到房屋的防震效果？

五下的自然課本中有說：「氣壓和天氣的關係非常密切，高氣壓來了天氣會變冷，穗定後天氣會轉好。知道了氣壓的高低變化，就可預測天氣。」這一段話我們始終不了解其中的意思，於是就展開了下列的探討活動。

本社對於太陽黑子的觀測紀錄，今年已第四個年頭。且對黑子的研究，已有相當的結果( 註 )。唯對太陽光譜的探討，限於儀器問題，未能實行。待由我們自己動手克服後，開始了這項實驗計畫。 目前，世界上美、日兩國從事此太陽光譜的分析已具成果，但國內卻仍無一單位從事之。雖然我們的儀器簡陋，但希望藉著我們的努力，能激起國內對研究太陽的重視。敬請專家指教。

我們藉由許多的參考資料得知烏來紅河谷地區有較明顯的斷層，於是我們前往做地質考察。經過深入的調查及研究後，發現當地地層有明顯的節理和斷層，於是我們決定研究這兩種較清楚的裂痕。為補充其完整性，我們加入了關於層理、節理等模擬實驗與觀察，並到當地進行了多次考察，測量當地地層的走向、傾向、傾角。我們歸納大量的測量數據得出當地的地層位態、節理的方向，再運用實驗結果加以討論、證明，最後總結出結論。這就是我們的作品：『大地的傷痕』—烏來紅河谷地區的地層研究。下面是我們這個研究的大綱：

我家附近水溝每年都要清，濁水溪真有這麼濁嗎？是否濁水帶來淤泥？還是只有我們家是這樣的？我們學校前的莿子埤圳，河水混濁但卻看不見淤積的泥沙，到底是甚麼原因造成的？濁水溪中下游的主流裡的溪水是否也是這樣？要怎麼測量濁度呢？我們想研究濁水溪的「濁」度及如何測量。於是蒐集濁水溪及附近的溪水和泥沙回來做實驗。結果發現：一、西畔分校泥沙減重多含水高。溪州大橋及水里龍神橋都是細沙蒸散快。二、雨後的水含沙量高，水較濁。梅雨季含沙量均提高。三、【一】灑水泥沙向外擴散，西畔分校的泥塊堅硬土質不同。【二】灌溉溝渠之泥沙小而黏稠，易結塊，懸浮物造成混濁。主流顆粒大。【三】坡度越高，易將泥沙、石塊帶走；沖的時間久，易被沖走；顆粒小易被帶走。四、透光率最低是彰雲大橋，次是岸角牌樓。梅雨後透光率皆低。流動的水透光率低濁度高。水里街上的岩層不同，泥沙少，濁度低。五、主流雨後較清澈，而灌溉溝渠雨前較清澈。雨後則濁度變高，透視度變低；主流雨後稀釋，泥沙量變多，透視度高。六、多處透視深度可達13cm，三處約3-4cm。雨後：僅岸角田變濁，其他透視度仍深。梅雨季後：水變濁，透視度2㎝以下。七、直射與散射發電量呈反比。濁度高：光線穿透少，直射線發電量低，散射多，90度角發電量高，可量化測量。八、濁度高浮標下沉深；濁度低浮標下沉淺。與原先濁度高，浮標上浮的假設相反。九、流速快，濁度高，流速慢，濁度低。靜止時濁度最低。十、西畔分校與集集攔河堰有非土壤有機質。顆粒大小以溪州大橋最大、而水里工程與水里街上無懸浮顆粒，與濁度實驗相同。

二、三十年前高雄市愛河以風光明媚、詩情畫意而聞名，但由於工商業的發達，愛河的水受到了嚴重的污染，「愛河」早已失去往日風貌，河水惡臭不堪，水中游魚芳?杳然。但近幾年來在高雄市歷任市長大力整治下，開始起死回生，電視和報紙都報導了這一令人興奮的消息，身為高雄市民，我們更企盼愛河能早日回復到往日風貌，為了對愛何目前狀況更深了解，也為了喚起社會大眾對環境污染的重視，我們在老師指導下進行這個研究。

在一次到關西湖肚參觀四寮溪生態保育護溪工程時，發現河床上散布奇異的角礫岩，蒐集相關資料，經討論過後，決定對此地進行調查。實地考察記錄當地地形特徵，並採集岩石等標本，於實驗室中切割磨製成薄片，在偏光顯微鏡下觀察礦物，發現 Suevite 中含有 Planar Deformation Feature、Planar Fracture、Diaplecticglass、Melt Rock 及疑似 Coesite、Stishovite 等巨大能量撞擊所產生的構造。將所得結果與參考資料進行比對，配合當地實地考察所發現的地形及地質特徵，幾經討論後發現，種種現象均顯示當地某座山山頂曾經遭到巨大能量撞擊，極有可能為隕石。

自從美國太陽神 11 號(1969.7.16~24)人類第一次完成登陸月球後各國重視地球物理及太空科學教育之實施，各國先後乃於高中課程中增加「地球科學」一科，作者有幸担任該科教學。依幾年來在教學上之經驗，深感本科教具極為欠缺，尤其感到宇宙星雲之奧秘及深淵不能由教科書及各國現售天球儀模型中所能理解和體會，更無法達到全班學習之效果。各式天體投影機必需要半圓頂之特別教室等設備來配合其價格均極高昂。作者遂奉政府提倡教師利用課餘時間從事教學設備之研究。及達下列教學目的等因，決定試作本教具茲將製作過程發表於后，敬請各位先進及專家們不吝指教，以利今後製作之改進。

本研究選取兩種最易導致暴潮之颱風路徑（南北向及穿越型），共四個颱風時期的潮位及氣象資料進行分析，結果顯示暴潮有空間上的傳遞性及對氣壓反應的延遲性，以數學工具及物理原理建立網格模式探討流體的運動，再和觀測潮位比較。結論如下：一、暴潮具有空間傳遞性，與颱風路徑、風場結構、地形有關。二、暴潮亦具時間延遲性，且穿越型颱風易造成台灣西部沿岸潮流堆高。三、建立的模式能簡化流體運動並探討因氣壓差導致的海面高度變化。四、建立的模式可印證實際觀測到的潮位，穿越型颱風在水位未達平衡前颱風已移動，故各測站呈現明顯的延遲；南北向颱風水位平衡時颱風才移動故影響潮位的主要因素為氣壓，且切過邊緣的長水溝模式較符合觀測結果。