地球科學科

海拔約六百五十公尺的頭社盆地位於南投縣魚池鄉，四周群山環繞，頭社派出所一帶為低地，因此它擁有為全台面積最大的「活盆地」，盆地下的地層主要是泥炭土，極易吸附水分，站在地上用力一採，柔軟的地面即出現波浪般的震動，相當特殊。 推測「活盆地」泥炭層之成因，為上方的草倒下來後，土裡長出新草，之後又被上方倒下來的草給覆蓋，如此周而復始歷經數千年沉積後而形成。以腐朽植物為主構成的泥炭層孕育豐富的動植物資源，而「紅木農莊」保留特殊的水草泥炭土溼地原貌，和每年都會再下陷的「無底洞」，讓我們非常的好奇，實地考察、取樣、檢測，且利用學校有限資源以及所學的知識，著手做了物理、化學與生物的實驗並探討其形成因素。

提起觸口，不禁令我們想起 ─ 天長地久。因為假日，爸爸常常帶我們到位於觸口的這兩座吊橋下遊玩。\r 有一次在無意中，發現岩壁上砂頁岩互層的地層中間，有許多彎曲的小褶曲，有的呈現 U 字形，有的是倒 U 字形，其至有的像躺下來的 U 字形。這些岩層，一會兒向東彎，有的一會兒向西彎，各種奇怪的形狀都有。回想去年上到「地層」這一課時，在課堂裡老師曾經提到「觸口斷層」，更引起我們強烈的心願，想研究這些奇形怪狀的東西。

因為六上第三單元「大地的奧秘」以及參觀地震博物館的關係，對於地震儀產生濃厚的興趣。我們利用自然科教具、樂高機器人組(Lego Mindstorms EV3)及日常生活中的用品製作自動化地震儀，分別設計重量實驗(3台兩重量最佳)、力道(嚴重力道振幅2.69cm、中等力道1.35cm、輕微力道 0.325cm)、距離實驗(距離45公分振幅2.02cm、距離90公分振幅1.7cm、距離135公分振幅1.58cm)、以及頻率實驗(5級震度下的地震平均振幅0.321667公分、6級震度下的地震平均振幅0.724583公分、7級震度下的地震平均振幅1.430811公分)等實驗檢驗準確性，並分析各組振幅對應地震學原理，發現我們的地震儀可以應用在檢驗地震強度、地震距離、規律震動等情形下，是一臺檢測精密、紀錄數據客觀的地震儀。

本研究以民國105年0206美濃地震引起的台南市大範圍土壤液化為背景，並與民國99年0304桃源地震(原稱甲仙地震)做比較，研究發現新化區的土壤液化區重複發生機率高，而且液化區域、噴砂量和噴砂土樣粒徑範圍隨震度變大(新化PGA=401gal)而增大。研究也發現不同顏色的噴砂是來自不同的地層深度(約2m~5m)，甚至噴砂的裂縫也略有方向性(NE-SW)，與地震震波傳遞方向近乎垂直。另外，由地震的震測波速圖譜可以知道本次液化深度可達20公尺，也與實際噴砂點符合，噴砂的力量(超額孔隙水壓)也可衝破柏油路和填土層。研究也發現液化的土樣平均粒徑(D50)大小與河流、舊河道或水域有關，約在0.10mm上下，由這些數據和現地的調查、訪問，或許可以發現一些土壤液化的訊息，也可以和已知的土壤液化潛勢圖資做比對。

本報告研究大崗山軍用洞穴中之鐘乳石與石筍，量測其中沉積之鎂、鈣、鐵等物質濃度，並歸納各物質濃度與水泥礦場開採以及氣溫變化間之交互關係。 由實驗結果歸納發現石筍與鐘乳石中鐵的濃度，與礦場開採造成表土破壞有一定的相關性，而鎂/鈣比值則與當時的氣溫有關，再與中央氣象局實測氣溫資料進行比較，發現有不錯的相關程度，可以做為古代氣候參考指標，值得未來做更進一步的研究與討論。

校園中東大門向東南方望去，山群間有一排流動的雲，那是東眼山上的「雲瀑」美景。為何東眼山會出現如此奇景？利用自製雲霧的方式來證實山上易形成雲霧的大氣條件，再透過搜集資料及踏查東眼山，調查其大氣條件、地理位置及生態。探究東眼山為何得天獨厚能出現如此美麗的雲瀑，發現東眼山林相、溫度、濕度使得雲霧容易形成，其山勢走向使得冬季東北季風能順勢帶入，讓雲霧流動而為雲瀑，以上的探究結果再以自製東眼山模型，並在模擬雲瀑形成的大氣條件下呈現出來。

本研究的目的探討新北市淡水區樹梅坑溪污染，期間2014 年9 月~2015 年5 月。首先樹梅坑溪的污染來源，其次檢測樹梅坑溪的污染，檢測包括硝酸、亞硝酸、氨氮、磷酸、化學含氧、BOD、TDS、溶氧量、酸鹼度、透明度、濁度、重金屬等12 項。並利用低棲生物、RPI值、總體水質比對分析溪流的污染程度，以及研究溪流的自淨效應。研究結果，污染問題水源掠奪、養豬、家庭污水、溪流加蓋為主因。污染程度，源流區無污染，上游區中度污染，中游區輕度，下游區嚴重污染。豐水期與枯水期污染差異不大。短期與長期污染相似。三年來中游、下游地區水質明顯惡化。溪流自淨有降低污染的效果，建議整治用自然或生態工法改善溪流的水質。

本研究藉由學生對瀑布的好奇，透過實驗了解瀑布區深潭中的水流活動，提出在瀑布區進行水域活動較佳的建議。 實驗探究發現：水流量、瀑布高度、潭水深度、潭面下石頭位置及石頭量、潭底地形都會影響瀑布深潭的水流活動。發現水流量越大、瀑布高度越高、水深較淺、石頭位置越靠近水流沖擊的地方、石頭量越多及深潭底部有凹陷地形時，漩渦的出現是較明顯的。透過氣泡及綠豆顆粒的觀察，還可明顯看到上下來回捲動的水流也會較強烈。 最後透過浮體物的觀測發現這股強大的上下來回捲動的水流有一股流向往前的力量，而且不會一直維持力量很大，有時會比較強有時比較弱。因此，人們如果不幸陷在其中，可以等待水流較弱時再迅速奮力一游，離開危險的區域。

透過閱讀報章雜誌，恍然發現PM2.5的重要性。針對這次PM2.5的研究，我透過氣象數據分析、實地觀測、實驗，三個方向來進行研究。探討住家附近區域近八年來的PM2.5數據，研究發現PM2.5平均以大里最低，竹山最高，南投市和埔里則為其次，不過目前都有逐年逐漸減緩的趨勢。接著探討天氣條件對PM2.5的影響，發現溫度高、雨量多、降雨天數多及風速大都會影響PM2.5的濃度，使其濃度降低。另外，交通工具也會影響周遭的PM2.5濃度，研究結果顯示車多，空氣品質較差。研究中也透過自製觀測器實際觀測校園，發現到了12月後期PM2.5明顯升高。對於口罩阻隔PM2.5的效用，活性碳口罩的效果最好，其次是醫用口罩，無戴口罩所吸入的PM2.5最高。期盼未來若可以再鑽研，能對這個議題做更深入的探究。

因為桃園區會稽里轄內靠近虎頭山具有2條土石流潛勢溪流，透過實地考察與資料收集，瞭解桃園區土石流潛勢溪流之成因。模擬「降雨時於表土土壤石礫空隙下產生之水流」觀測土壤含水量與水流侵蝕土石量之關係，與模擬「發生部表土狀態」，觀測土壤含水量與發生部坡度之關係。實驗結果發現，當土壤含水量越達飽和時，此時土壤黏性越高較不易因水流而沖刷，發生部崩塌坡度也大，較不易崩落與滑動。但土壤含水量一超過飽和，黏滯性下降，大量崩塌滑落的發生部坡度快速下降，表示此時的土石因泥水下滑力容易滑動且造成土石流。