地球科學系(含 海洋環境科技研究所)

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本系設立的宗旨,首在養成學生具備地球科學五大學術領域–地質學、大氣科學、海洋科學、天文學和地球物理–充分之本職學能;本系的教育目標,則首重致力培養有志從事地球科學之專精人才,以培育優秀之地球科學研究人才和實務工作的專業人才為主軸,並以培養優良的中學地球科學師資為輔。特別是在國內各地球科學相關系所中,本系是唯一同時涵蓋五大地球科學研究領域,並擁有師範大學在科學教育專業基礎的高等學術機構,此為本系之特色。若志在從事中等學校地科教學,本系亦可提供地科教學知能和教育專業知識,充分培育健全之地球科學師資。

在課程上,為營造更優質的學習與研究環境,本系已適度調整原以師資培育目標為主的舊有課程架構,整合各地球科學次領域之基礎課程,降低本系必、選修課程之比例,大幅減少各次領域之必修課程學分,以增加學生在各次領域課程選修之自由度及彈性,進而充分落實各次領域之專業進階課程。此外本系並積極鼓勵學生,實際參與實驗、撰寫論文、從事專題計畫研究等,以豐富其研究經驗,訓練學生使其具備獨立研究之精神與能力。經由選修本系提供之更多進階專業課程,進而厚植學生之理論基礎、充實其專業背景,並強化其選定目標次領域之學術養成和專業訓練;連同充足的研究經驗,本系學生的未來發展,將更具時代性與面對挑戰時的競爭力,進一步達到「博而精、廣而深」的終極目標。近來本系更積極增聘優秀外籍專任師資,以全英語教學方式授課,期能增加學生之國際觀與國際競爭力。

本系在碩、博士班研究所的教育上,採一系多所之架構,除地球科學研究所外,還包括海洋環境科技研究所。本系研究所的研究重點與發展方向,首在地球科學各領域之深耕與研究發展,並加強各次領域間之跨學門合作,以進一步提升本系之學術研究及國際化,並為本系學生的訓練和學習,提供全面全方位的考量,以訓練學生從容面對多變的世界,因應未來的挑戰。

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    全新世早期微孔珊瑚骨骼穩定碳氧同位素組成與Sr/Ca比值反映之臺灣西南部古環境
    (2019) 林重燁; Lin, Chung-Yeh
    本研究分析採自臺灣西南部阿公店珊瑚礁岩芯(長約2.4公尺;U-Th定年8986±28~7870±29 yr BP)中微孔珊瑚(Porites;成分為霰石)生長較為連續之部分,進行穩定碳氧同位素以及Sr/Ca比值成分分析,以重建全新世早期臺灣西南部地區之古環境。 珊瑚標本以X射線照相以確定主要生長軸方向;之後沿生長軸以電鑽微取樣(間距1mm),進行穩定碳氧同位素以及Sr/Ca比值之分析。標本氧同位素數值範圍介於-3.36‰~-6.64‰ (V-PDB),平均值為-5.18‰±0.72‰(1;N=1634)。根據穩定氧同位素數值變化可觀察到106個震盪,其震幅約0.5~1‰。而Sr/Ca比值分析以每1cm為間距取樣,共分析169個標本,為追求數據的完整性,本研究額外挑選2點以每1mm為間距多做取樣(N=18),也以氧同位素震盪之峰值部分去做Sr/Ca比值分析(N=50)以了解季節之最高及最低溫度,其數值介於8.27mmol/mol~9.79mmol/mol之間,平均值為9.09mmol/mol±0.39mmol/mol(1;N=237),發現主要共可分為九個區段。而碳同位素數值範圍為0.79~-4.75‰,平均值為-1.40‰±0.82‰(1 ;N=1634),與氧同位素並無明顯的相關性。 年代由老至年輕,若根據微孔珊瑚之Sr/Ca比值溫度轉換公式,其溫度的震盪可分為九個階段:第一段(8700 yr BP),平均溫為32.3℃(N=8);第二段(8640 yr BP),平均溫為22.3℃(N=22);第三段(8595 yr BP),平均溫25℃(N=30);第四段(8525 yr BP),平均溫為21.3(N=40);第五段(8400 yr BP),平均溫為24.4℃(N=19);第六段(8350 yr BP),平均溫為20.9℃(N=58);第七段(8220 yr BP),平均溫為30℃(N=20);第八段(8200 yr BP),平均溫21.4℃(N=17);第九段(8090 yr BP),平均溫為29.6℃(N=23)。將所得溫度代入 Shen(1996)之海溫與海水氧同位素轉換公式,便可推得該時期之海水氧同位素數值範圍介於-2.0~2.0‰,夏季與冬季平均值分別為-0.3(N=71)及0.4‰ (N=44),比現今臺灣西南部實測之冬、夏海水氧同位素數值大。而若假設當時海水氧同位素值為0.5‰,則整體海水氧同位素反映出全新世早期臺灣西南部沿海地區當時夏季季風較現今強,降水量較現今為多的現象。 本研究之碳同位素與氧同位素數值並無明顯的相關性,但整體來看碳同位素數值自8700 yr BP至8090 yr BP有逐漸變大的趨勢,或許顯示出當時日照量逐漸變強,使珊瑚之光合作用更旺盛的現象。而整體珊瑚碳同位素的低值逐漸變大,振幅則逐漸變小,可能表示冬季日照量有增加的趨勢。
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    由微孔珊瑚骨骼穩定碳氧同位素組成與鍶/鈣比分析探討 台灣西北部全新世中期之古氣候
    (2012) 吳昭緯; Chou-Wei Wu
    本研究挑選台灣西北部桃園海岸珊瑚礁岩芯(TY-05),選取其中微孔珊瑚(Porites)生長較為連續之區段進行穩定碳氧同位素及Sr/Ca比值成分分析,並且同時分析本地區海水的氧同位素組成,以重建中全新世時期台灣西北部沿海地區之古環境。 珊瑚標本首先進行X射線繞射分析,以確認其組成為霰石且無受成岩作用影響;再進行X射線放射照相以確定主要生長軸方向;之後沿此生長軸以電鑽微取樣,以進行鈾釷定年、鍶鈣比值以及穩定碳氧同位素分析。 根據鈾釷定年結果,本研究所選取珊瑚之初始生長年代為5,845±55 yr BP;其氧同位素數值則顯示18年的週期震盪,其中第4-7年生長速率緩慢(平均3.2mm/yr);因為生長緩慢的珊瑚骨骼之鍶/鈣比值與碳氧同位素組成,可能會受到動態分異效應變化的影響,而無法反映真實的環境訊號,因此分析數值須扣除此段生長速率過慢的部分。鍶/鈣比值的平均最高值和最低值分別為9.66 mmol/mol和8.59 mmol/mol (N=11),且在第7年的夏季之後有數值明顯變大的現象。氧同位素數值最高值與平均最低值平均分別為-3.64‰和-5.15‰,而碳同位素數值最高值平均與最低值平均分別為-0.26‰和-2.82‰ (N=13)。 根據Porites珊瑚之Sr/Ca-SST轉換公式可得到5848 yr BP時平均冬夏季溫度分別為20.4°C與28.3°C。將所得溫度代入Abe at al.(1998)之18O-SST轉換公式,便可推得該時期之冬夏季平均水體氧同位素分別為0.15‰與0.10‰。其夏季海溫與現今實測值差異不大,冬季則較現今為高,冬夏溫差較現今為小,冬夏季平均海水氧同位素亦較現今為高。顯示在全新世中期台灣西北部沿海地區與整個東亞沿海地區相同,較現今為溫暖且蒸發作用較強。 第7年夏季開始SST與d18Osw同時發生變化,SST冬夏季均提高3°C,而18Osw冬季前6年約變化量為+0.08‰,夏季變化量為+0.46‰。其原因應為該時期夏季季風強度較強,造成黑潮支流入侵台灣海峽與傳輸量增加,將鹽度較高的黑潮水向北傳送而影響到此研究地區所造成。 將碳同位素對比於氧同位素週期與日照量週期,可發現碳同位素的極大值主要發生於春季,可能是受日照強度與共生藻營養鹽濃度變化的共同影響所致。另外可觀察到碳同位素極小值隨著時間逐漸變高,此現象為冬季變暖而使珊瑚共生藻較為活躍,使共生藻光合作用變強所造成。