地球科學科

上學期學校舉行遠足，老師帶我們遊月世界時，看到地上泥巴龜裂成有趣的形狀(有的四方形，有的六角形，也有更複雜的多邊形)，回學校後，我們請教老師為什麼會這樣？老師查詢了許多資料後，告訴我們，泥巴因為乾燥，收縮而引起龜裂，這種現象與玄武岩產生柱狀節理的原理一樣，理論上應該形成六邊形的龜狀裂痕；但是我們卻觀察到各種各樣的形狀，所以大家決定做一次有系統的調查。

自97 年9 月至98 年4 月，我們在內城圳設置5 個監測站，以水質檢試劑測試內城環山水圳的水質，發現從上游到下游有許多污染源，造成各種不同程度的污染情形。調查發現除第一監測站是無污染的水質外，其他四個採樣點都有各種程度的污染情形，各種檢試值也產生不同的變化。顯示農業活動仍然會造成水污染，仍需要進行污水處理，才能使休閒農業區引以為傲的青山綠水能永續經營。

土角厝是古老的傳統建築，由於時代的進步逐漸消失在我們四周。我們進行土角的研究並探討傳統建材與現代建材的優缺點。得到以下的結論：一、適合製作土角的土是粒徑小、具有黏性與強度的Q土。二、練土時間不能太短，Q土才能均勻混合達到最大強度。三、加入土角的水量過多與過少都會影響土角強度；加入適當的濕稻梗可增加土角強度且土角不易受壓崩解。四、土角應置於溫度較低的環境下陰乾，其強度較好。五、相同高度下土角越厚其強度也越大。六、與現代建材混凝土相比，土角的優點是隔熱佳、遇壓力不易崩解碎裂，廢棄的土角可回歸自然而不破壞環境；混凝土強度極強適合蓋高樓，但隔熱效果差。混凝土是鹼性物質，如果任意棄置會造成環境汙染。

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？

雨水酸化現象最早是在 1967 年於北歐為瑞典的科學家所發現，但歐洲地區的雨水可能自1950年代使已開始一年一年地增酸，若以 PH 值表示，則約從過去的 6.0 降至目前的 4.0 左右，但 PH 值到達 4.0 以下亦是常有的事。一般所謂雨水酸化，是指PH值低於 5.6的雨水而言。酸性雨水降至地面，對於環境乃是一種嚴重的威脅，一般報告指出它會使土壤變酸，減低肥力；侵蝕金屬造成生銹，會損害建築物，為害木材；會傷害植物，阻礙植物生長；會使湖水、池水變酸，為害或消滅魚類；會改變土壤或空氣中的生物相，造成不平衡；另外亦可能影響動物的生長，以及人類的健康。它的影響雖是緩慢且難以發現的，但卻是全面性的，故被認為是一種近代環境的大問題。木研究是在測定與分析台灣各地區雨水的酸化的情形，希望人們加以關心、研究，並設法解決。

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。

因為戶外教學時，對地層下陷現象的好奇，所以我們想探討地下層下陷的原因和建築物下陷的現象。我們用模擬地層構造的方式做實驗，並試著從實際環境中找證據。根據實驗結果，發現下陷的主要原因來自於放水，而且反覆加水放水會加重其下陷程度。另外我們又發現地上的物體越重，下陷越嚴重。同重的物體，底面積越大，下陷程度會較少。而海水和淡水使土壤和物體下陷的程度差不多。跟實地環境對照，我們認為超抽地下水，雖為地層下陷的主因，但反覆的抽水和補充，也是加速下陷的原因也是加速地層下陷的幫兇。而地層上建築物的下陷程度與重量和底面積有關，建築物底面積越小、重量越重則下陷越深。

七十九年七月二日我們參加學校舉辦的學藝營時，我們去觀察泥火山，本來以為和火山相似，後來到現場才知道它截然不同的。觀察中我們有許多疑問，於是我們從事下列之探討。

在銀河系中，多數恆星以雙星系統存在，因此雙星的形成機制在恆星的演化理論中扮演極重要的角色。但目前天文學界對其形成的機制未有定論，而爭論的焦點主要為兩個假說：一個假說為當分子雲在裂解為雲核時，同一雲核會形成兩顆恆星互繞；另一假說為不同雲核會分別塌縮為不同的恆星。這份研究中，我們以金斯最小質量與半徑為理論依據，找尋了上萬筆的觀測數據，並利用兩種不同的算法----週期公式與視直徑法計算出雙星間距，進而分析雙星間距的分布。結果中，我們發現前主序雙星間距分布圖出現了一個小於金斯最小半徑的峰值，經過推論我們排除了兩種方法的觀測限制可能造成的偏差，最後得出結論：分裂說必定存在，然無法排除捕獲說的存在。

上了 「地層」一課之後，同學們對野外露頭都很感興趣。遠足的時候，經過三峽湊合地區，兩旁地層排列很清楚，於是我們決定利用上課所學的知識，來研究「湊合地區」地層的真相。