地球科學科

八里與林口的海邊，原有一望無際的銀白色沙灘。 五、六年前台北商港設立築堤以後，美麗的沙灘不見了，家園變色了，沙子又到那裡去了呢?眼見的是洶湧的巨浪以及遍在在海岸邊巨大的礫石。海灘的變化是不是和台北商港的築堤有關呢?我們想出問題的答案?同時了解沙灘的流失，對自然生態產生了那些影響?於是我們組成一個「小探索隊」，利用假期，尋答案去嘍!

哇！怎麼這個冬天如此不寒冷，且顯得有些溫暖呢！這在緯度高之寒帶倒是不必再長期忍受凍至零下好幾十度 C 的滋味，但在我們這溫暖的臺灣沒有酷寒之嚴冬，似乎略有所失，根據全球地表溫度的長期紀綠分折，地球氣溫有逐漸升高之趨勢，此種現象若日漸嚴重，據說將導致海水升高、動植物適應困難、亞洲許多小島沒入大洋中，而我們可愛之台灣島，不僅不能享受地球板塊擠壓摺皺後日益漸隆之高山效果一土地漸增，還會因全球增溫效果導致之海水上漲、土地漸消失之恐懼感。因此到底是什麼因素導致地球溫度升高…。這些問題深切地吸引我們這一群稚嫩孩子的關注，因此我們集體投注心力，分頭尋找，收集資料，研擬設計實驗，希一解心中之謎，也希能藉由我們之關注呼籲，全球一齊來挽救此地球危機─溫室效應，期使賴以生存的地球永遠如此地湛藍、清新、適溫，而富有蓬勃生機與希望。

間歇泉是一種十分奇特的地質景觀，地下水受到火成岩入侵所帶來的穩定熱源加熱，產生水蒸氣，利用水蒸氣形成的空氣柱壓力推動水由地底噴發出地表，也因為熱源穩定使得噴發時間差接近一定值，形成所謂的「週期性」。而根據實驗結果發現，管壁較薄的管子，在噴發之後，會使管中殘餘的水稍作降溫，加上補充的冷水使系統降溫；管長愈長時，蓄水槽中的水量較多，提高溫度所需的時間也較長，而延長了噴發的週期，最後歸納出間歇泉形成及存在的三個主要條件：(1)穩定的熱源;(2)細長的孔道;(3)豐沛的地下水。英文摘要：The geyser is a very amazing sort of geologic scenery. Its principle is that the heat source of invasive volcanic rock heats the underground water to produce steam that results an air-columnar with a large pressure to erupt through the underground on the surface. Because of the steady supply of heat source, the period between eruptions is closed to a constant called “periodicity.” According to the result of the experiments, the tube that have thin wall can lower the remaining water’s temperature a little and the cold water’s supply can also lower the plumbing system’s temperature after eruption. Besides, the water in the longer tube needs more time to higher its temperature to protract the period because it have more water in its reservoir. Eventually, there are 3 essential conditions of the geysers’ existence concluded: (1) steady supply of heat; (2) a thin and long standpipe; (3) abundant underground water.

本科展計畫是想發展出新的監控大樓結構改變之方法，目前階段是先用模擬建築物來觀測，我們將模擬建築物置入水浴槽中，將水浴槽模擬震源發震，來檢測模擬建築在各事件及各樓層之波形，將得之波形數值化，並用數學相關係數來分析結果。結果可分為三部分：一、同一事件中，樓層越高，其波形振幅有被放大之效應，且在各事件中各樓層間的相關係數幾乎是很高度相關。二、由各樓層中破壞前與破壞後事件互相比較時，皆顯示為很低度相關，因而反向推論，當前後事件波形改變，可能建築物的結構已改變。三、是否能用各樓層破壞前與破壞後波形振幅有放大效應，來判斷破裂面所在位置，是未來延伸方向。

地球自轉角速率大於月球公轉角速率，易使人認為月球本影在地表是由東向西運動。事實上，月球本影在地表是由西向東運動，而且月球本影在地表的線速率大於地球自轉的切線速率甚多。本研究以天體運動原理建構月球本影在地表之線速率的「簡易關係式」，並以NASA的資料驗證。研究發現：建構的「簡易關係式」能推算月球本影的地表線速率和地球自轉切線速率的關係，和NASA的數據比較，符合度達94.76﹪。此關係式具簡易、準確的特性，可解釋發生最大日全食時，月球本影的地表線速率大於地球自轉的切線速率；和月球本影由西至東穿越地表，以及月球由西至東掩蓋太陽之原因。

星座盤是常見用來觀測星星的工具，它適用在觀察者面對北邊(南邊)的天空，但是平面星座盤上的星座圖案，與我們直接望向立體星空所看到的圖案會產生一些形狀上的差距，如果我們用它比對東方或西方天空中的星座，則變形的問題更大。為了改善星座盤的問題，我們藉由古代中國渾天儀(渾象)的概念，結合現代西方的天球儀，加上透明天空模型(上面標示有經度、緯度線，用來模擬星座盤的方位、仰角網線圖)，使它整合成為立體星座儀(新式渾天儀)。只要給定觀測地點的緯度，透過日期盤、時間盤刻度的對齊，就可以知道星星的方位角、仰角，而這原本是需要經過複雜的數學運算才能得到的，所以我們的作品也可以說是簡單好用的手工天文計算機。

搜尋太陽系外行星（extra-solar planet；exoplanet）是當今天文學家最重要的計畫之ㄧ；其中，當系外行經過其主星碟面時，會造成光度略微下降，稱之為凌日現象（transit）。本研究利用鹿林天文台 SLT（Sne Little Telescope）望遠鏡來拍攝兩顆已知的系外行星 HD在經過影像修正與資料分析後，作出凌日光變曲線圖，分析判斷後，HD 189733 看到一個剛開始發生和一個完整的凌日現象，分別由 B 濾鏡和 R 濾鏡拍攝；而 HD 209458 則看到兩個剛開始發生，三個要結束的凌日現象，分別由 B 濾鏡、R 濾鏡和 Hα 濾鏡拍攝。本研究成功得到完整的 HD 189733 光變曲線圖，並推得其基本參數，包括：行星半徑為 1.242 個木星半徑、軌道傾角為 88.94 度及軌道半徑為 0.03115 天文單位。

「位於平流層的臭氧有破洞」，此一問題在近年來實在非常熱門，偶然在資料堥ㄗ麈銈魊H緯度的分布圖（見圖一），似乎不如我所預期，即「南北極最多，赤道最少」（圖四十三）或「南北極最少，赤道最多」（圖四十四）的單純關係。為求瞭解臭氧在平流層內，受污染物破壞前後隨緯度的分布趨勢，於是我就聯合一些好友，一齊從網路上找尋一些資料，並設計一些實驗，希望能解釋為何臭氧隨緯度的分布有此種情形。 \r

上自然課，老師帶領我們到美崙社區，採集植物標本時，發現同樣一個社區，卻種植不同的作物，有的地方種的是水稻，有的地方種的是落花生，有的地方種的是蔬菜、水果……等等，基於好奇的驅使，就向老師發問，於是，老師又帶領我們做美崙社區土壤的分析和研究土壤與作物的關係。

「月世界」是台灣典型的惡地形，主要分布於二仁溪上游，包括高雄縣田寮鄉大部分及燕巢鄉金山地區，台南縣的左鎮鄉及南化鄉大部分。外觀上，一大片隆起的黃土丘，表面較少植物生長，呈現光禿禿的鋸齒狀山脊。本研究中，我們嘗試就月世界不同地點，不同地點做細部分析各小區域的岩性描述。並以此為分析沉積岩中的碎屑顆粒大小、含鹽量、碳酸鈣含量以及氧化鐵含量對惡地形侵蝕的影響。就月世界不同地點侵蝕情況的觀察：各小單位地層碎屑顆粒大小，由本文中發現相關性不明顯；含鹽量高者，容易有大規模團塊風化侵蝕，表面溝蝕、山脊反而不明顯；而含石灰岩質多者，因膠結較緊密，且差異侵蝕明顯，表面溝蝕密度甚大，蝕溝深，溝角（即 V 型谷）小而高。地貌上，溝脊峰稜較多分歧。含氧化鐵多者坡腳土指，山脊峰稜呈圓滑狀，表面多褐色碎屑，呈土指狀侵蝕，山脊密度不大，如夾碳酸鈣含量較多，則差異侵蝕更明顯。月世界地點而言，一般顆粒的土石流的穩定角約 31 度，如鹽分較高區為 35 度，石灰岩質較多區為 40 度，氧化鐵較多的坡腳呈較陡的土指狀。此數據可作為學術上、工程地質、土木技術上，在一岩性上邊坡施工的重要參考。不過，惡地形提供一個良好的鄉土野外教材，土壤也不適合農耕，實在不宜作過度的開發。