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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    二疊紀高緯度地區的古環境—澳洲雪梨盆地與塔斯曼島腕足動物化石穩定同位素紀錄
    (2011) 鄭智仁; Chih-Jen Cheng
    本研究利用澳洲東南部雪梨盆地與塔斯曼島,早至中二疊紀地層中腕足動物化石的穩定碳、氧同位素成分來重建南半球高緯度地區的古環境。藉由分析Sakmarian期的Wasp Head Formation (WH)、晚Artinskian期的Pebbly Beach Formation (LoUPB、HiUPB)、Kungurian期的Snapper Point Formation (SP)、晚Kungurian期的Wandrawandian Formation (出露地點Warden Head;WarH)、Roadian期的Wandrawandian Formation (出露地點Penguin Head;PH)、Wordian期的Broughton Formation (BH)以及位於塔斯曼島Artinskian階的Berriedale Limestone (BL)共92個標本,由喙部向最長殼長方向切開製作薄片,觀察其微細構造的保存狀況,並以陰極射線顯微鏡觀察殼體發光分佈情形,評估標本是否受到成岩作用影響。 本研究由二疊紀腕足動物和二枚貝殼體取樣分析共638個分析點,其中401個分析點取自保存良好、不發光(NL)部分,其穩定碳、氧同位素數值可用來重建古環境。另外由標本中挑選20個腕足標本及2個二枚貝標本進行電子微探針分析殼體的元素含量(包括Si、Al、 Fe、Mn、Na、S、Sr、Mg、Ca等)以進一步確認標本保存狀態。各標本NL部分Si、Fe、Mn的元素含量皆低於偵測極限,進一步確認NL部分為未受成岩作用影響而保存良好的腕足殼體部分。 東澳保存良好的平均碳同位素數值(NL)皆大於5‰,與盤古大陸東邊的紀錄有相似的趨勢,和盤古大陸西邊則呈現完全不同的震盪,表示盤古大陸東南部的海域與古地中海有相似的海水循環。最高值的碳同位素7‰位於晚Kungurian期的下部Wandrawandian地層,可能受到湧升流系統的影響。 早至中二疊世在高緯度和低緯度間有氧同位素差值受冰期的影響很明顯。大部分東澳保存良好的平均氧同位素數值(NL)都比低緯度來的大,如早 Sakmarian期(-0.3‰)、晚Artinskian期早期 (-1.1‰)、晚Kungurian期(-1.0‰)、Roadian期(-0.2‰)、Wordian期(-0.7‰),而早Artinskian期(-2.1‰)和早Kungurian期(-2.5‰)與低緯度地區氧同位素數值相近,晚Artinskian期晚期 (-3.9‰)則低於西盤古大陸低緯度地區的氧同位素數值。假設二疊紀全球海水氧同位素數值約為-1‰,大部分地層可反映出二疊紀高緯度地區較冷的溫度(12-16°C),而Berriedale Limestone (21°C, 早Artinskian期)、higher Upper Pebbly Beach 地層 (29°C, 晚Artinskian期晚期)、Snapper Point 地層(22°C, 早Kungurian期)與低緯度地區間的溫度梯度較弱,表示此時是屬於冰層體積減少的間冰期。
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    台灣恆春半島現生與考古遺址芋螺殼體穩定碳氧同位素所反映之環境記錄
    (2010) 顏鳳儀; Fong-Yi Yen
    本研究分析2008年於恆春半島大光里之潮間帶採集海水標本及現生芋螺標本3枚,墾丁考古遺址標本2枚、鵝鑾鼻第二遺址標本1枚及龜山遺址標本1枚之碳氧同位素組成,探討芋螺遺骸標本所反映之古環境之意義。 現生標本δ18O 數值介於-3.26~-0.72‰ (平均-1.99±0.50‰;1σ,N = 447)、δ13C數值介於-0.14~2.35‰(1.18±0.52‰)之間。其氧同位素值分別呈現6年至9年半之季節性振盪。大光里地區水體氧同位素六個月份平均數值(-0.06±0.23‰),將現生殼體及水體之氧同位素數值代入氧同位素溫度方程式估算,夏季殼體之氧同位素溫度平均大約為30.6°C,比中央氣象局鵝鑾鼻測站之夏季溫度(28.4°C)略高2°C左右。可能與夏季雨量較多有關。殼體氧同位素之冬季溫度約為24.1°C,與測站冬季均溫(24.2°C)極為相近。但在冬季時,殼體有時可能生長中斷,而無法記錄到較冷的環境。 墾丁遺址(~4000B.P.)之δ18O數值介於-2.70~-0.62‰之間(-1.51±0.04‰,N = 371);δ13C數值介於0.53~2.79‰之間(2.00±0.04‰)。鵝鑾鼻第二遺址(~3250B.P.)δ18O數值介於-2.36~-0.51‰之間(-1.60±0.44‰,N = 188)之間;δ13C數值介於0.68~2.96‰之間(2.11±0.31‰)。龜山遺址(~1500B.P.)δ18O數值介於-3.21~-0.72‰之間(-2.22±0.55‰,N = 178);δ13C數值介於1.63~2.87‰之間(2.36±0.30‰)。氧同位素數值分別呈現出3年以上之季節性變化,而碳同位素與現生標本趨勢呈一致性,隨著個體成長,生長速率漸趨緩慢而逐漸變小。 由於4000年來全球冰川體積變化不大,本研究以-0.06‰為當時海水氧同位素數值代入計算,估算當時的氧同位素溫度。在4000年前,年均溫約為26°C,冬季均溫為23.6°C;3250年前年均溫為26.4°C,冬季均溫為23.3°C; 1500年前年均溫為29.1°C,冬季均溫為26.1°C。就大趨勢而言,顯示大約4000年前與3250年前較現今略為寒冷,而1500年前則比現今溫暖。