地球科學科

在台北縣八里左岸公園啟用典禮當天，我們全家也去湊熱鬧，順道至淡水漁人碼頭遊玩。在漁人碼頭時爸爸一直強調著當年他服兵役在此地區駐防的情況（20年前左右），這片土地可說是風沙飛揚、寸草不生的淺灘地，面積也比現在小得可憐，怎麼現在的景觀變化這樣多？碼頭區這一大片沙土不知怎麼移來的？回程至關渡宮拜拜，剛下車時我往停車場外淡水河面一望，不禁使我回想起國小二年級校外教學，到關渡自然公園參觀的情形，記得當時停車場剛擴建完工，岸邊淺灘露出水面的泥沙不多，水筆仔也沒多少。但如今水筆仔卻已成林，岸邊淺灘泥沙堆積非常多，河道相對的縮減很多。這引起我想研究的動機，回到學校後我就找幾位要好的同學一起去請教陳老師，請老師指導我們研究這個存在心中一直不解的問題。

自從人類進入了太空之後，天文研究乃成為太空科學的一大主題。如今已進入了資訊時代，一切複雜的天文運算，很容易可以因而解決，而氣象更是與我們的生活息息相關，數值化的氣象分析，更有助於氣象的預測。於是嘗試應用電腦為工具在地球科學上做有系統的研究。正如馬克吐溫所說：「人們時常關心氣象，卻很少去了解氣象。」盼藉此機會，能激起大家對現代地球科學的重視。

從地科課本裡，我們知道了岩層會產生褶皺，是因岩層受應力作用後產生不均一的應變造成的。而褶皺所造成岩層層理的形狀，通常有開放性的褶皺與封閉性的褶皺。我們經常看到開放性的褶皺，就從沒有看過封閉性的褶皺。 民國73年7月號的科學眼雜誌上，刊登了一張ㄈ字形的偃臥褶皺露頭的照片，據老師說 : 此褶皺位於四重溪畔。在好奇心的驅使下，來到了四重溪，涉水到達露頭，(以下簡稱四重溪露頭)，其景觀只能用鬼斧神工形容，當我們爬到露頭中心處，結果發現並非ㄈ字形，而是一個封閉性長橢圓形的褶皺。為何會產生這種褶皺的疑惑湧上心頭，所以請老師指導，作實地的研究與測量，並且回到學校實驗室嘗試以黏土、石膏作模擬，所以我們另找了兩處露頭作勘測，一位於199號公路旁軍營附近(以下簡稱軍營露頭)，另一位於石門古戰場紀念碑東邊(以下簡稱石門露頭)。

在一次貓鼻頭的旅遊中，我們發現後濱上佈滿了大小不一的圓洞，深淺有別，令我們覺得很奇怪。向老師請教後，知道這就是貓鼻頭壺穴地形，基於濃厚的好奇心之下，展開對貓鼻頭壺穴地形的研究調查。

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。

由於北京奧運的空氣品質報導，讓我們對家鄉的空氣品質感到興趣。我們從十年來台中市空氣品質的變化為探究的起點，然後探討颱風和空氣品質的關係，最後從實測來分析不同時段及地區的空氣品質好壞以及針對影響空氣品質好壞的因素作進一步探究。經過一連串的資料統整，及近一千片的落塵樣本分析，我們明白了台中市近幾年來空氣品質已有逐年改善的趨勢，以及並非每一個颱風都會為台中市帶來較佳的空氣品質，而其中的颱風路徑是一個重要的因素。此外由實作調查發現不同時段的空氣品質差異；天氣、地形等都可能是影響空氣品質的因素之一。

在上鄉土課時發現同一條河的兩條支流，一條叫清水溪，一條叫濁水溪，引發我們的好奇而想探討，為何相隔一個山丘會有如此南轅北轍的溪名呢？於是我們拜訪大坑耆老、蒐集資料，設計以濁度計檢測河水濁度、過濾河水沉澱物、土質沖刷、實地勘察等研究方式，了解大坑清水溪和濁水溪溪名的由來。研究結果顯示影響溪水濁度的因素有：河水含砂量、河床高度、河岸地質、河床沉積物、植被種類等。實驗過程除了能了解溪名由來，也可以將所學的知識和技巧運用於生活的自然環境中，進而關懷我們的鄉土。

「橫山斷層」存在與否及其名稱迭有變更，我們採用最初(林朝棨1957)「大甲客庄(海風缺)經清水第一公墓至沙鹿竹林」的定義。為了標示「橫山斷層」的位置，我們閱讀文獻，並進行實地考察，確有發現與大肚山東側坡面平行的谷地地形，逕以GPS定出各勘察點座標，測量坡度，拍攝地景，並整合資訊。露頭勘察「橫山斷層」段無發現，但在竹坑發現一東傾斷層露頭，尚待未來研究。紅土受力實驗中，發現在不同的水分條件下，會產生斷裂、崩落、變形且有裂縫三種情形，由「橫山斷層」的地形特徵，我們認為它很可能是大甲斷層和大肚山背斜形成時，在背斜軸附近發生的裂縫，並不是斷層，這可以解釋各種資料間的矛盾。

"一年中各太陽日的長短並不一致"這句話出於我們的物理課本P18；真有這件事嗎？有確實的證據嗎？

污泥對土城可能造成的影響可從三方面來看：(l)它可能改良上壤之物理性質和增進某些土壤養分（主要是氮素）的 供應能力，(2)它可能消耗土壤中很重要的氧氣血造成有害的嫌氣環境，(3)它在土中分解，其分解產物可能污染地下水。為了使其有益的效果彰顯，有害的影響減少，我們必 須對污泥有機質在土壤中的分解有相當的了解，才能設計出有效的汙泥施用方法。