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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    印度北部喀什米爾地區潘加爾火成岩區中皮爾潘加爾區域的地質年代學與地球化學之研究
    (2021) 陳威宇; Chen, Wei-Yu
    在喜馬拉雅山區的早二疊紀火山序列,與新特提斯洋及細長狀的辛梅里亞大陸形成於同一時間,潘加爾火成岩區(Panjal Traps)是西部喜馬拉雅山區中與新特提斯洋有關的最大玄武岩區,而針對潘加爾火成岩區中皮爾潘加爾區域(Pir Panjal Range)的研究非常的稀少。本研究使用高精度化學侵蝕同位素稀釋熱電離質譜儀(CA-ID-TIMS),針對玄武岩中分離出的鋯石進行鈾鉛定年,並對皮爾潘加爾南部的賈瓦哈爾隧道露頭(Jawahar Tunnel)的十個樣品進行全岩地化分析,以及採自潘加爾火成岩區不同露頭的樣品進行全岩錸鋨同位素分析。鋯石鈾鉛定年目標是賈瓦哈爾隧道露頭的玄武岩樣品-JT/9,定年結果為288.2±0.3百萬年,此一結果與前人利用雷射剝蝕感應耦合電漿質譜儀(LA-ICP-MS),對斯里納加爾附近的流紋岩中的鋯石定年的結果相近。主要元素的結果顯示賈瓦哈爾隧道露頭的岩性可被區分為三個部分:(1)玄武岩 (二氧化矽< 52 wt.%、Mg# < 56;(2) 玄武岩質安山岩(二氧化矽 = 52~60 wt.%、Mg# = 32~48);(3) 酸性岩 (二氧化矽 = 64.0和70.1 wt.%、Mg# = 27和23),並且可能與潘加爾火成岩區東部的格里爾萊文露頭(Guryul Ravine)有關。球粒隕石標準化的稀土元素序列、以及原始地函標準化的不相容元素序列均顯示:無論是基性岩或酸性岩都與格里爾萊文露頭所採集的樣本相似。銪、鍶與鋇的虧損顯示出此地區的岩漿應該經歷過長石的結晶分異,而鎂質低可能代表基性矽酸鹽礦物的結晶分異 (例如: 橄欖石、斜輝石)。 來自潘加爾火成岩區不同露頭的87Os/88Os介於0.1230與0.2832之間,兩個來自皮爾潘加爾區域北部的樣品87Os/88Os則為0.1230及0.1256,這兩個數值與前人提出的原始上部地函的87Os/88Os相似,然而來自其他區域如:(皮爾潘加爾區域南部的樣品)皆擁有不同程度富集的訊號 (0.1343~0.2832) 。 來自賈瓦哈爾隧道露頭的新數據顯示皮爾潘加爾區域南部可能與格里爾萊文露頭相關,而非與皮爾潘加爾區域北部有關。新的錸鋨同位素與前人的釹同位素結果,均顯示出此區域最初可能是球粒隕石質地函,並且逐漸從代表較富集岩漿源的賈瓦哈爾隧道與格里爾萊文區域,轉變成相對虧損的皮爾潘加爾區域北部。這個結果與此區域從大陸張裂逐漸演化成海盆擴張的地質背景一致。
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    以腕足動物化石殼體穩定碳氧同位素紀錄探究西澳洲二疊紀古環境
    (2012) 王金安; Chin-An Wang
    本研究分析了112個採自西澳洲Carnarvon盆地與Canning盆地二疊紀腕足動物殼體,來重建二疊紀中緯度地區的古環境。殼體均沿著喙部至腹部切割製成薄片,並以岩石薄片顯微鏡觀察其微細構造的保存狀況,同時也觀察薄片在陰極射線的照射下是否有因成岩作用而產生的發光現象,檢查殼體保存狀況。本研究共有249筆數據取自保存良好,不發光(non-luminescent; NL)的部份可供古環境之重建。 保存良好之平均碳同位素分布在由老到輕的地層分別為Callytharra Fm. (CF:4.4±0.5‰, N=28),Jimba Jimba Calcarenite (JJM:4.5±0.8‰, N=4),Coyrie/Madeline Fm. (C&MF:4.7±0.8‰, N=10),Quinnanie Shale/Cundlego Fm. (Qsh:4.9±0.6‰, N=5),Wandagee Fm. (WF:4.2±0.7‰, N=9);Noonkanbah Fm. (NF:5.1±1.1‰, N=6),Lightjack Fm. (LF:5.4±0.2‰, N=2),Hardman Fm. (HF:4.8±0.3‰, N=3),與同時期低緯度的盤古東邊副熱帶地區烏拉爾山的數值較為接近,碳同位素趨勢相當,較不同於美國大陸的數值,低於東澳洲的數值,顯示盤古大陸東邊副熱帶地區與古特提斯海地區有著相似的海水循環條件。 氧同位素數值根據地層排列依序為Callytharra Fm. (-0.1±0.5‰, N=28),Jimba Jimba Calcarenite (-0.1±0.5, N=4),Coyrie/Madeline Fm. (-0.2±0.4‰, N=10),Quinnanie Shale/Cundlego Fm. (-0.1±0.4‰, N=5),Wandagee Fm. (-0.5±0.7‰, N=9);Noonkanbah Fm. (0.1±0.5‰, N=6),Lightjack Fm. (-0.6±0.9‰, N=2),Hardman Fm. (-0.0±0.3‰, N=3)。西澳洲腕足動物殼體的氧同位素數值均大於同時期低緯度及東澳洲的紀錄,顯示西澳洲於二疊紀時期的蒸發效應較為強烈。
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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。