全國中小學科展

地球科學科

愛河復活了嗎?

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。

石破地驚-隕石撞關西

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。

由恆星角距測量月地距離

月球是最接近地球的天體,自古以來就有許多美麗的傳說。記得去年參加科展時,便想到月球視半徑每日不同,分析天秤動時是不是應將月面放大成一樣的大小?因此由每日月球視半徑的變化及原有的天文攝影基礎和數學、物理等知識,是不是可以用來測量月地距離?

高山氣候--廬山氣象觀測

去年學校舉行春季旅行,由學校到埔里、草屯、彰化、台中遊玩一天,到了草屯、彰化、台中時,總覺得天氣很沉悶,不像我們高山地方 ─ 仁愛鄉盧山附近深山這麼涼快,同學們很多人頭昏腦脹,好不舒服,回到學校後,我們請問老師,彰化、台中怎麼那麼悶熱,老師說:因為我們高地氣候和平地不大一樣,如果你們能夠繼續不斷的觀測大氣,並和報紙、電視上的氣象報告做一比較,可以發現天氣的變化是有些規則性,共可預測本地未來天氣的變化。因此,引起我們對天氣的觀測,記錄有很大的興趣,在老師的指導下,我們持之有恒的研究一年來本地的高山氣候。

大地的傷痕-烏來紅河地區的地層研究

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:

落落大(坍)方---邊坡土石崩落下滑之探究

科展是蠻享受、愜意的體驗。行經山林,腦海會湧出邊坡相關畫面,真是有趣。我們從中學到科學探究的方法,關於邊坡下滑的成因,也有深入的認識。得到的結論跟既有認知有衝突,這是很棒的經驗與成長。坡度超過35度最好不要住人,更不宜開發或變更為住宅區。實驗結果顯示,終極下滑坡度35度左右,只要負載過重、地震、雨量過多或水土保持不好時,35度以上坡度必下滑。 原以為增加摩擦力可防止土石下滑,實驗發現,負載重量到某個程度之後,增加摩擦力對於防治邊坡土石下滑無效。貓纜方面,發現插上支架的岩盤,下滑角度會下降很多。另外從電視畫面看到,T16纜車支架坡度超過40度,若支架沒有深入岩盤,一旦岩層一有破碎會導致下滑。

高雄市後勁溪水質污染

自從高三接觸到地球科學後,深覺鄉上環境與居民生活息息相關,休戚與共的,所以環境品質之優劣,為值得重視的課題。近年來,高雄市快速成長,雖成為全省首屈一指的工業都市,卻使市場居住的生活環境受到文明副產物之嚴重污染,其中以水污染產生的害處,對市民生活構成很大威脅。根據最近之報章雜誌報導中,顯示高雄地區河川,以後勁溪水質污染負荷量最為嚴重,身為高雄市民的一分子,對自己生長的鄉土,應付予積極關懷,囚此我們乃利用寒假課餘時間,對後勁溪水質污染情形,作實地調查研究,期能喚起大眾正視水污染問題,共同維護純潔水質,為創造更潔淨,美好的明天而努力!

二十世紀後期聖嬰與西北太平洋颱風的關係

熱帶太平洋地區是聖嬰現象最明顯地區,我們查詢美國NOAA的氣候預報中心資料庫,參考Treberth教授於1997年的定義,利用Nino3、4區,確定聖嬰、反聖嬰與正常期發生時間。西北太平洋是全球颱風最活躍的地區之ㄧ,我們從日本氣象廳網站,下載西北太平洋颱風發生時間、路徑、強度。我們想探討聖嬰與西北太平洋颱風之間的關係─包含西北太平洋〈北緯30度~EQ、東經100度~東經180度〉颱風發生頻率、颱風生成位置、強颱發生頻率、侵臺強颱發生頻率、侵臺強颱為單一測站帶來最高雨量與聖嬰關連性。本研究結果顯示聖嬰現象發生時,西北太平洋6月~11月颱風月頻率較1951~2005年氣候平均值低,颱風生成位置有偏東趨勢,西北太平洋強颱月頻率會增加;侵臺所有颱風月頻率為正常期最多,侵臺強颱頻率無明顯變化,侵臺單次強颱為單一測站帶來最高雨量,比反聖嬰期多。

洞穴十字路—揭開東帝汶近萬年的氣候秘辛

以東帝汶Monkey cave的MC2石筍進行鑽孔,拋光,得到各段的石筍粉末後,以鈾釷定年法得知生成年代,並得出石筍δ18O數值。東帝汶Monkey cave的MC2石筍有81個鑽孔點,δ18O值介於-4.237 ‰~-2.452 ‰之間,δ18O氧同位素的變動範圍約在1.8 ‰之間。 MC2石筍生長時期13542~10740年前,即更新世晚期。東帝汶MC2石筍在早期δ18O較晚期數值較重,而到後期較接近10740年前則是δ18O有一直變輕的趨勢,由此可看出早期雨量較晚期為少,且雨量呈現增加的趨勢,代表溫度上升,上升氣流較強,雨量較多所致。東帝汶MC2石筍和約萬年前中國南京葫蘆洞石筍的δ18O值比較,呈現相反的趨勢,與新仙女木事件發生時(12800~11500年前),大西洋北部大量融冰注入,而造成暖流無法北上,造成低緯度溫度較高,雨量較多的有關。

景美溪水污染來源及其影響範圍之分析

依據「台灣省水汙染防治委員會」之調查報告指出:「目前台灣發生水汙染較嚴重者:基隆地區-基隆港。台北地區-新店溪、基隆河。桃園地區-南崁溪灌溉水路。苗栗地區-後龍溪。台中地區-葫蘆墩圳、八寶圳。嘉義地區-朴子溪。高雄地區-高屏溪、高雄港。其中以台北地區之新店溪汙染問題最為嚴重。」我們生活環境受到如此破壞,豈能末視之。「新店溪汙染問題最為嚴重」其原因何在?本校曾多次作此方面之探討工作,先後發表「新店溪水文及水汙染之調查研究」及「景美溪之汙染與生物之關係」發現新店溪之水汙染,至景美溪匯入之後,其水汙染之程度突然增加,此種現象激起我們進一步的探討與研究之興趣。