地球科學科

本研究是先對火星上的岩石和沙子影像利用高光譜影像技術做頻譜模擬和主軸成分分析建置圖鑑，再針對火星上疑似火星生物的影像和特異的石頭，進行高光譜影像技術做頻譜模擬與主軸分析後，看該物質在圖鑑上的落點，來研判這些影像是否真的是火星生物或只是形態像生物的火星上的岩石。 研判結果火星上類似生物體型態的影像大都是火星上的淺或深色的岩石，形態的形成可能是在火星上長時間的風化形成。 火星上顏色較特異的物質，本研究只能判讀出該物質是否有異於和一般的岩石或沙土成分，若異於一般岩石，是否為火星上的物質則需再用其他方法來研判。

本研究透過親手磨製岩石薄片及數據化的礦物比例資料，探討觀音火山熔岩的差異與其分化關係。根據相關前人研究得知觀音火山經過五次噴發，共有七種不同的火山岩，比對地質圖於各地層分佈區域尋找新的出露地點共17處，進行田野調查記錄與空拍、採集標本，並磨製岩石薄片共14片，進行岩相觀察與礦物面積比例計算。 本研究觀察到觀音山熔岩有漸變關係，從普通輝石橄欖石玄武岩→普通輝石玄武岩→普通輝石安山岩→兩輝石安山岩→紫蘇輝石安山岩→黑雲母角閃石安山岩，符合鮑氏反應序列。並依據新的田野調查資料，修正觀音山圖資；建立火山噴發歷程模擬動畫；製作立體地形模型以瞭解地質地貌關係，皆可做為日後觀音山地球科學教育的參考。

在日出或日落出現在地平線或海平面，僅一、二秒鐘的綠色閃光非常難見到，因為無意間拍攝到，引發我們的探索興趣。研究先拍攝日出與大量日落RAW檔格式照片，以影像處理軟體觀看還發現到綠邊、藍邊、雲頂閃光等日出光學現象；為了解發生原因透過四種實驗方法驗證綠色閃光發生的機制，結果在日光下以三稜鏡與黃色及白色圓形紙片，即可重現綠色閃光、綠邊與藍邊等景象；以影像處理軟體做連續截圖，更可了解綠色閃光發生過程；最後再比對出現以上四種太陽色光後三日的氣象資料，發現降水時數幾乎為零。因此日出日落時，太陽出現四種色光景象以做為判別未來天氣變化的應用。我們甚至在東部或西部海邊觀光景點，以能拍到綠閃這難得的景象，促進觀光。

本實驗是用電風扇當作風源，針對揚塵的落沙量及落沙區域進行縮小規模的模擬實驗。目的是找到擾流板的角度與間隔的搭配，期望能在揚塵發生時，透過擾流板將落沙的範圍縮小。 我們測量後確定風速衰退與距離有著高度相關的關係，風速衰退又會加速沙子的沉降。所以只要找出角度和間距的最佳組合，就可以有效著攔阻飛砂。 根據我們的數據，我們發現間隔對加速落沙沉降的影響比角度還要大。且有擾流板遮蔽時，落沙量都較無遮擋時集中。其中使落沙區域縮小最有效的組合是60度的夾角搭配15公分的間隔，這樣的搭配可以使落沙區域較無遮擋時減少16.7%。但如果是要阻擋砂子或是有效將沙子集中，最有效的搭配是120度的夾角搭配15公分的間隔，可比無遮擋時增加約10%。

火炎山屬頭嵙山層(頭嵙山位在豐原東南方)，位於大安溪北岸，縣道苗130甲線上方，每次豪雨就發生土石流，對人、車都是極大的威脅，這次實驗主要探討火炎山的地質特性、土壤結構、找出土石流發生的原因，小組發現如果增加植被就能減少土石流，增加植被的方法有兩種：(一)種植適合酸性土壤的植物，(二)嘗試土壤改良，適合一般植物生長，所以我們就對火炎山土壤的物理、化學性質加以研究，找出不利植物生長的因素，加以改良，使植物得以生長，減少土石流危險，增加土地利用，並做好水土保持。

本研究主要利用資料分析，了解影響露脊鼠海豚擱淺的原因；並且使用動態模擬實驗，了解露脊鼠海豚在海上被動漂移的路線和擱淺的分布情形。 研究結果顯示,1.在人為活動中，海漂垃圾堆積與鯨豚擱淺具有最大的相關性，但是不具有因果關係．從露脊鼠海豚的死因研究推論，漁業混獲與遭受撞擊(船擊)才是致命的因素。2.牛角澳有穩定的擱淺數量且包含幼體，可能與靠近露脊鼠海豚棲息、育幼活動場域有關．

本研究探討大崗山地區，泥岩的回脹力與石灰岩裂隙的關係，並解析大崗山地層組成：(1)上段石灰岩裂隙分布與鐘乳石洞的成因(2)中段化石碎屑層之化石種類(3)透過實驗，驗證下段泥岩層的吸水回脹力足以使上段的石灰岩斷裂。 我們用自製的壓密儀，成功測量出泥岩的回脹上頂力，並經由斷裂實驗，證明泥岩回脹的力量，可以使上方石灰岩產生裂隙。 我們提出創新論述：泥岩與珊瑚礁石灰岩的過渡帶，存在碎屑化石密集層，可硬化成為基岩，使得珊瑚水母型幼蟲，可順利固定著床並向上生長，而形成珊瑚礁；同時珊瑚礁 形成石灰岩後，因為下方泥岩的回脹而產生石灰岩的裂隙。 最後根據研究成果，完成地質館的三層設計圖與Scratch互動程式，可供未來大崗山地質館參考使用。

本研究在探討丁壩長度和高度差異產生的挑流現象，研究結果發現，丁壩的長度越長、高度越高會對河道彎道 攻擊面產生更好的保護效果，也會對非攻擊面造成更大影響，另外，我們也發現當丁壩的長度小於、等於或大於河道三分之一，會對攻擊面及非攻擊面產生不同的作用；落差工丁壩高度差距越大，對攻擊面保護效果愈顯著；反之，落差工丁壩高度差距越小，對攻擊面的保護效果越不明顯。我們還發現丁壩產生的挑流現象，會導致河流中的某些位置水流湍急及形成水位落差，因此我們在此處設置微水力發電裝置，不僅可以產生電力，提供河道旁的路燈用電，還可以有效的重複利用水資源，達到淨零碳排的永續發展目標。

本研究是探討詭譎多變的離岸流，透過文獻蒐集來理解離岸流的種類與成因，做為現場觀察的對照依據，經實地觀察詢問居民耆老讓我們發現海浪沖擊到海灘時會遇到阻礙物而潰散，大量海水必須回到海裡，因地形因素和後續海浪推擠會沿著與沙灘平行的方向移動~沿岸流，最後匯集成一道或數道的強大水流退回海中，若不去注意其現象，就會增加潛在危險。 為了更進一步了解，離岸流造成原因是否如我們晤談與文獻中所獲知的，我們透過設計模擬不同海岸地形架構物，觀察及驗證不同海岸地形形成的狀態與強弱，預測離岸流發生的路徑及可能行，結果我們觀察到模擬沙灘、沙洲地形所產生的離岸流現象特別明顯，因此前往這樣的海邊潛在危險，要非常注意自身的安全。

本研究於2021年8月至2022年5月進行，採砂地點北至宜蘭蘭陽溪口，南至台東太麻里，我們利用室內觀察以及野外考察等方式進行研究。 磯崎灣、鹽寮廟以及都歷砂灘明顯有發亮的砂石顆粒，鐵砂含量多，磁鐵砂量也多，經顯微鏡觀察，發亮的砂石應屬於磁鐵砂。加路蘭溪出海口砂石鐵砂含量近乎80％，且加路蘭溪山壁岩層標本含鐵量78.6％，對比地質圖後，此山壁屬於八里灣層中泰源段的岩層，此層屬砂頁互層的沉積岩層，磯崎灣的鐵砂可能來自泰源段；而研究區屬於火成岩區的都巒山層，含鐵量及磁鐵量高，尤以綠色火成岩及輝長岩為最，所以暫時推論磁鐵砂多來自火成岩。