地球科學科

根據第48屆全國中小學科學展覽作品：「做一個能輕易測得地球半徑的人－利用太陽光求地球半徑」研究，他們利用影子來測量同一經度南北兩地的太陽仰角，求得地球半徑。我們認為該團隊記錄時，因陽光形成的半影、選擇中央氣象局測候站公布太陽過中天時間為據、測量日期選在一月下旬，這三點令我們懷疑其報告可以求出極接近實際值的真實性。我們改進前人研究的缺點，利用水晶球360°聚焦太陽光的性質，自製一個不受風及半影影響的「太陽仰角記錄器」，並選定同一經度太陽過中天時間相同的「冬至」及「夏至」兩天測量，以所在經度換算測量時間，並輔以當天太陽過中天時太陽方位角180°正南、0?正北方校正，測量出地球半徑為6457.8947km及6336.0477公里，誤差值1.25%及0.66%。

上學期自然科上到第三課「風的成因」時，老師拿了省立台南高工製作的「空氣對流箱」給我們作分組實驗。實驗中我發覺在實驗箱內放置一個物體，煙霧的流動方向便倉有一些變化。由這一小發現起利用這些空氣對流箱加以改變而放置不同形狀的物體，是否可以看出不同煙霧流動的情形，而進一步探討「氣流和地形」的關係。於是邀請了幾位同學合作，並講自然科老師給我們指導進行研究。沒有想到在研究進行中，又陸續發現了許多有趣而頗有價值的問題。

秋季遠足，經過獅頭山水濂洞附近時，發現學生在獅山藤坪產業道路旁挖川了許多貝殼類的化石，當時我在心裹暗想，在水中才能生存的貝殼是不可能集體到獅頭山來遊覽的，那麼獅頭山以前是不是在海底呢？對這一件事情我產生了許多疑問，於是就約同學共同來探求這個答案。

高屏溪的風吹沙問題日益嚴重，本研究先調查高屏溪風吹沙問題現場了解現況，再採樣分析高屏溪高灘地沙土含水量和粒徑，最後比較不同粒徑和含水量的沙土被風吹動的差異。研究獲致主要結論如下： 一、風吹沙容易發生在初秋、初春與冬季，這些季節是高屏溪的枯水期，此時水位下降，河床高灘地裸露出乾燥細微、缺乏植被覆蓋的淤沙，成為風吹沙的沙源。 二、枯水期間，高灘地沙土平均含水量只有7.6％，94.6%是粒徑小於0.42mm的沙土。 三、在3.9m/sec的風速下，顆粒大於0.42mm的沙子不容易吹動，小於0.42mm的沙土較容易吹動。 四、含水量越高，沙土越不容易被風移動。 五、根據研究結果，加強流域上游的水土保持，枯水期設法增加高灘地沙土含水量，是預防風吹沙可能有效的方法。

人類是自然的寵兒，理應主動地接近自然，了解自然。宇宙是自然的全部，包含了天和地，內中還不知道有多少學問，等待看人類去發現，了解和運用，天上的星星雖然只是自然的一部份，但是我們又知道多少呢？尤其是我們這些國中學生，白天看不見星星，晚上又被強烈的電燈遮蔽了星星的面目，深夜嗎？我們要睡了，因為怕明天上學會遲到啊！所以我們想做一們白天也可以看星星的機器，來滿足我們和以後的學弟學妹們的求知慾。我們把構想說給老師聽，經老師們的同意後，就著手做了這一台自學機。

根據研究三，四級地震能產生 600 公噸的黃色炸藥，相當於一顆小型原子彈的威力，而台灣地處最活躍環太平洋地震帶上，且人口密集，一旦發生地震災害損失必定慘重，所以身居在台灣這塊不定時炸彈威脅下的成員，都應該正視這種潛在的問題。

1.近年來沿海地帶，由於地下水的大量抽取，常造成海水侵入地下岩層中，污染地下水。為瞭解砂層紋徑與海水滲透的關係，而作本試驗。2.因高中地球科學課程所學有限，無法作詳細精確的試驗，僅作簡單的砂層粒徑與海水滲透速度的關係。

本研究是來自於 Nature雜誌有文章說到，在地震發生地層滑動時，有單層奈米顆粒，造成能量的釋放不如想像的多，經由尋問專家，瞭解到斷層泥是斷層帶上極細的構造。又由於本校特色為奈米科技，在上課中就對奈米的認知有所瞭解，所以我們就以探討斷層泥是否有奈米結構為主。屏東三地門地區斷層是一個很明顯且採樣容易地區，所以我們就以它為研究對象。 結果我們有一些結果 1. 利用AMF、SEM等檢測儀器，發現屏東三地門地區斷層中的斷層泥確定有奈米結構。 2. 發現奈米顆粒有些產生在裂縫中，有些浮在上層石粒。 3. 發現奈米顆粒與背景組成元素所含種類幾乎相同，有O 、Al 、Si、Fe 、Mg、K 、C等，可證明奈米顆粒不是雜質。 4. 我們建構一個奈米顆粒產生的模型：當地震造成地層斷裂的瞬間，因高溫高壓的環境，此時在斷層泥中產生很多裂縫，多餘的圍岩擠入裂縫同時形成奈米結構，至於有些奈米顆粒浮在上面是，經過滑動被擠壓出來浮在上層中。 今年我們是變質岩的斷層泥，未來我們將繼續沉積岩的探討，目前鎖定應菜龍斷層的斷層泥內結構及成分。

我們學校建在河邊上，這條河流姓「沙」名叫「婆礑」，在很久很久以前就生成了，因為年紀老，名宇中又有一個「婆」字，所以我們稱呼它為「沙婆婆」。據我們所知：沙婆婆大部分時間見不到她的水影子，偶而下一陣大雨，才會「呵呵地」叫著跑出來，洶湧奔流一、二天後，就萎縮下來，假如不再繼續下雨，很快的又見不到她了。因此「沙婆婆」雖然靠近我們學校，卻沒能給我們就近去游泳玩水或捉魚嬉戲之樂，而她的洪水聲勢也不十分壯大，所以我們一直認為「沙婆婆」平凡而無趣，並沒有什麼了不起的地方。不知怎樣地，兩年前閉始，「沙婆婆」不再安靜和氣了，走起路來總是橫衝直撞，彎來彎去，還把學校邊上的堤防狠狠的扒去一大段，差一點沖毀提防跑進學校裡來，這件事太使我們驚訝了，是不是人們做錯了什麼事，激怒了沙婆婆？或者是沙婆婆生病了導致他情緒煩躁不安，才會變成這樣子，我們希望找出答案來，所以請老師指導我們做觀察、實驗研究工作。

台束縣山勢崎嶇，以出產玉髓最為著名。所產玉髓種類甚多。包括藍、綠、紫、黃、褐、白灰等顏色，品質細膩，色彩鮮艷奪目，頗為一般人士所喜愛。尤其藍玉髓眾所皆知最為珍貴而稀少。本省玉髓之產量雖不多，可是品質色彩方面則凌駕巴西與印度，此非過份渲染，而是我們以十幾年的時間，跋山涉水，踏遍本省深山大谷，所搜集的資料與其他國家出產之玉髓作一番比較所得的結論。因此我願佔科展一角以科學方法分析說明大膽發表心得，並證實本省的玉髓優於其他國家。