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億萬年尺度的臺灣:從地質公園追出島嶼身世
億萬年尺度的臺灣:從地質公園追出島嶼身世
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   一般分類科學‧科普 > 自然科學 > 地球科學/地質 > 地質調查(區域地質)

商品介紹
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  • 目次
  • 書摘/試閱
  • 得獎作品
  •           經濟部中央地質調查所 合作出版

           當我們在板塊之間 
       由下而上,重新認識這群非比尋常的島嶼!

    ‧在四十六億年地球歷史長河中,僅僅六百萬年歷史的臺灣,何以成為一個非比尋常的島嶼?吸引世界重要地質學家紛紛前來研究?
    ‧臺灣、澎湖群島、馬祖列島因不同的地質與構造作用,形塑出那些殊異的島嶼景觀、土地生態、人文故事?
    ‧生活在滿布斷層與地震的臺灣,要如何重新理解環境?以及面對自然與隱含的威脅?

    六百萬年前,菲律賓海板塊與歐亞板塊擠壓、碰撞,地質史上稱為「蓬萊造山運動」,於是今臺灣島出現。活生生的板塊碰撞與擠壓運動,正在我們腳底下進行著。造山運動使得臺灣島呈現不同於其他火山島嶼的景觀與生態。高聳的山脈、源自於山脈的辮狀河、隆起的海階、快速沉降的海岸平原,以及少見的板塊碰撞帶、火山作用、沉積循環等,竟然全匯聚在臺灣,這塊土地所暗藏的歷史與故事,遠超過我們想像。

    臺灣位於板塊之間,是地球上最年輕的造山帶之一。一個人在一生有限的生命當中,可以在臺澎金馬共超過一百座島嶼,觀察到地火水風作用的各種地質地理現象,使臺灣成為世界重要地質學家的研究寶庫。
    透過臺灣目前九座地質公園的故事,我們將臺灣歷史往前推,向下鑽,以大尺度重新理解土地與人,以及臺灣在世界的位置。面對自然的威脅與環境變遷,也有了新的意義與視野。

    [九座地質公園,九個地質特色]

    首篇以板塊碰撞交界處的東部拉開序幕,講出臺灣在世界史的位置,以及「臺東利吉惡地」地質的重要。接著用層層推理解謎的方式,解答「小野柳富岡砂岩」為何倒轉、如何倒轉。
    「臺東利吉惡地地質公園」位於兩大板塊聚合處,利吉混同層破碎、不穩定,彷若臺灣島的縮影,瞭解利吉也將成為解開臺灣身世的開始。居民面對惡地,從征服到永續的生活方式,也是我們要如何生存在這個脆弱島嶼的線索。

    「東部海岸小野柳地質公園」海岸邊各種造型的石頭永遠是觀光的焦點,但小野柳可不是平凡的頑石,這塊巨大的富岡砂岩經歷過地震、海底山崩的坎坷,最後甚至還頭上腳下翻轉一百八十度,小野柳原來並不是野柳。

    「野柳地質公園」野柳女王頭,是臺灣人集體的觀光記憶。野柳與北海岸一帶的各種岬角與灣澳景觀變化多端,各種奇石更是獨特,但可知女王頭是怎麼形成的?她為何有斷頸問題?海浪襲來又退去,漁村盛起又衰退。地質公園中最賺錢的野柳,如何能兼顧觀光與保育、並與社區文化產生良性的連結?

    「鼻頭龍洞地質公園」龍洞因為潔白的龍洞砂岩成為攀岩聖地,為什麼雪山隧道開挖時遇到比鋼堅硬的四稜砂岩會單獨出現在這裡?跟斷層有何關係?

    沉積岩是構成臺灣西部岩層的重要岩類,「草嶺地質公園」脆弱的地質、激烈的侵蝕,又配合上順向坡與清水溪的交纏,讓草嶺潭的數度出現與消失成為一則傳奇,草嶺一再從崩壞中重生,是地震島臺灣的縮影。

    高雄「燕巢泥岩惡地地質公園」與利吉惡地不同,這裡的泥岩惡地貫穿臺灣南部,向以月世界著稱,不只植被稀少,還蘊藏著天然氣噴發成泥火山,百年前在日治時期就是重要地景,此地處處危機,泥火山泥漿經過之處,能使樹木瞬間死亡,但這裡卻又種出暢銷的燕巢芭樂。

    「雲嘉南濱海地質公園」立足在難以築城、地基不穩、災害頻仍、變化不斷的沙地之上,連綿的沙洲潟湖卻也是大航海時代的開端,這裡充滿著鄭成功與外國人的傳說、歷史。西海岸數百年來的劇烈變化,養殖漁業、海埔新生地與工業區設置以及溼地保留的衝突,恰好成了映照臺灣社會快速變遷的一面鏡子。

    「澎湖海洋地質公園」從柔美到雄渾,澎湖的九十座島,每一座都是一道玄武岩風景,不僅玄武岩精采,澎湖的潮間帶更使澎湖成為美味海鮮的來源,火山岩漿與海水在此交鋒一千多萬年,瞭解澎湖,也將瞭解臺灣海峽。

    「馬祖地質公園」馬祖的花崗岩是高級建材,花崗岩的出現顯示馬祖不僅在地質上與臺灣殊異,更比臺灣古老許多,超過一億年前就已經形成。馬祖從語言到飲食、生態,甚至歷史記憶一直與臺澎不同,一九四九年,國共劇變使我們成為意外的共同體,也使馬祖成為前線戰地,堅硬的花崗岩成為坑道與據點的最好場所。

    ※地質公園(GeoPark)是由聯合國教科文組織(UNESCO)獲得聯合國大會會議(General Assembly, UN)核准的全球推廣計畫,目的是「促使各地具有特殊地質現象的景點共同形成全球性的網絡」,進行具有積極社會性目標的地球環境保育整合。這些地景必須具有代表性、特殊性、不可取代性等特質。推動地質公園的目的,是為了達到環境保護與促進小區域的社會經濟,整合自然環境與人文社會環境使其能永續發展。藉由提升大眾對地球遺產價值的認知,增進我們對地球與環境承載力的認識。使我們能更明智地使用地球資源,進而達到人與環境之間的平衡關係。跳脫過去以保育為主,而改以將人類的活動與永續生活考慮進來,是一種全球新觀念、新趨勢與新做法。管理的角色,由國家改為地方社區自主性。
    地質公園在臺灣已於二○一七年正式納入文資法,將成為新時代的社區發展方式,也是我們得以與世界趨勢連結的重要計畫。

  • 經濟部中央地質調查所 合作出版

    推薦
    王鑫  臺灣大學地理環境資源系名譽教授、哥倫比亞大學經濟地質系博士
    林俊全 臺灣大學地理環境資源系教授、臺灣地質公園學會理事長
    江崇榮 經濟部中央地質調查所所長

    審定
    林俊全 臺灣大學地理環境資源系教授、臺灣地質公園學會理事長
    李錦發 經濟部中央地質調查所組長
    蘇淑娟 臺灣師範大學地理系教授
    李寄嵎 臺灣大學地質科學系博士

    專文導讀
    陳文山 臺灣大學地質系教授
    王文誠 臺灣師範大學地理系教授

    撰文
    林書帆
    東華大學華文文學研究所畢業,在這個特別的系所學到蝴蝶的遷徙是文學,週期表是文學,山脈隆起大陸漂移亦是文學,遂有了本書的文字。
    諶淑婷
    曾任報社記者,現為「半媽半X」自由文字工作者,同時在從小長大的社區賣菜,育有一狗二兒三貓,關心兒童、農業與動物。 個人網站「喵的打字房」:http://cclitier.blogspot.com/
    邱彥瑜
    臺大社會系、臺大新聞所畢。曾任PNN公視新聞議題中心、新聞e論壇特約記者。為了有趣的故事與人而當記者。
    陳泳翰
    臺大經濟系學士,臺大歷史所碩士。曾任平面媒體編譯、記者,現為自由工作者,投身產業經濟史研究與跨領域書寫。
    莊瑞琳
    高雄市人,曾就讀臺大外文系,輔大大傳所。歷任新新聞出版編輯、自由時報高雄組記者、誠品報告編輯、時報出版人文科學線主編。現為衛城出版總編輯。
    王梵
    曾就讀臺大圖書館系,倫敦城市大學藝管研究所。喜愛自然,擔任大自然教育推廣協會志工超過十年。目前從事出版工作。
    雷翔宇
    臺大化學系、臺大語言所畢。曾服役於連江縣北竿鄉塘岐國小。熱愛馬祖,喜歡跨領域書寫,現居馬祖北竿。

    攝影
    許震唐
    一九六七年生,彰化大城鄉人。
    濁水溪畔愛拍照的綠林好漢,更是愛溪水的田莊兄哥。
    鏡頭下描寫人、土地、環境的關係與面對環境困境的隱喻,同時藉由影像的力量傳達人,土地、環境之間的自我省思。
    黃世澤
    攝影工作者。攝影作品曾獲二○一一年吳舜文新聞獎專題新聞攝影獎。二○一二年、二○一三年兩岸新聞報導獎平面新聞攝影獎。二○一六年金鼎獎雜誌類最佳攝影獎。以報導攝影為其職業與志業。

    插圖
    GEOSTORY
    二○一六年創立,立志提供一個自由的平臺,不限題目、形式與深度地討論地球的故事,可以分享經驗與相關知識,甚至是創作圖文,讓我們一起熱愛地球吧!
    http://www.geostory.tw 聽聽地球怎麼說
  • 推薦序
    重新認識臺灣,以及愛它的方式
    王鑫 臺灣大學地理環境資源學系名譽教授、中國文化大學地學研究所特聘講座教授、臺灣師範大學環境教育研究所兼任教授
    走一條自己的路
    林俊全 臺灣大學地理環境資源學系教授、臺灣地質公園學會理事長
    讓地質拓展生活的視野
    江崇榮  經濟部中央地質調查所所長
    導論
    〔臺灣地質簡史〕獨特星球上,一個非比尋常的島嶼
    陳文山 臺灣大學地質系教授
    〔臺灣地質公園簡介〕臺灣地質公園崛起,因為愛
    王文誠 臺灣師範大學地理系教授
  • 推薦序
    重新認識臺灣,以及愛它的方式
    王鑫 臺灣大學地理環境資源學系名譽教授、中國文化大學地學研究所特聘講座教授、臺灣師範大學環境教育研究所兼任教授
    走一條自己的路
    林俊全 臺灣大學地理環境資源學系教授、臺灣地質公園學會理事長
    讓地質拓展生活的視野
    江崇榮 經濟部中央地質調查所所長
    導論
    〔臺灣地質簡史〕獨特星球上,一個非比尋常的島嶼
    陳文山 臺灣大學地質系教授
    〔臺灣地質公園簡介〕臺灣地質公園崛起,因為愛
    王文誠 臺灣師範大學地理系教授
    第一部分 臺灣
    第一章 地水火風與人──利吉惡地地質公園
    1隱藏在後山的臺灣身世
    2惡地上的苦與甜:利吉與富源的人文產業史
    3從惡地到寶地:地質公園與社區轉型
    4人如何生存在這脆弱的島上?
    第二章 像一塊滾石──小野柳地質公園
    1 從濁流到滾石,層層解謎
    2 大陳義胞與原住民部落的混同多元
    3 從地質公園倡議環境共生與正名
    第三章 北海岸漁村的女王盛世──野柳地質公園
    1令世人驚嘆的地質景觀
    2從漁業到觀光
    3使自然成為社區再生的動力
    第四章 伸進太平洋的一道鼻梁──鼻頭龍洞地質公園
    1 壯闊景觀來自不平靜的大地活動
    2 龍洞砂岩主場,堅硬又潛伏危機
    3 守護海洋,教育添翼,生物回來了
    第五章 地震島縮影:災難譜出的生命之歌──草嶺地質公園
    1會飛起來的山
    2不斷在崩塌中重生:草嶺十景興衰史
    3代代拚搏,破碎地貌下的產業:山頂人的產業歷程
    4朝生態轉型的發動機:不能消失的學校
    特別專題:化石與地質
    第六章 愈挫愈勇的甘甜之鄉──燕巢泥岩惡地地質公園
    1歡迎來到月世界!
    2滾水之地泥火山
    3惡地上的好人
    4出於泥的酸甘甜芭樂
    第七章 風、沙、水角力的最前線──雲嘉南濱海地質公園
    1風頭水尾,海進海退之間
    2濱海而生的鹽業與養殖漁業
    特別專題:鄭成功與擱淺的鯨
    3土地的悲劇考驗:大愛仁醫治烏腳病
    4特殊地質成考古寶地
    5海進海退,劇烈變化的海岸線
    特別專題:沙洲上的遺骨之謎
    特別專題:乘著潮浪而來的王爺信仰
    6消失的鹽田與消失的候鳥
    7 在移動的國土上反思,謙卑面對自然
    第二部分 離島
    第八章 臺灣海峽的火山奏鳴曲──澎湖海洋地質公園
    1 從地函跑出來的島群
    特別專題:溝黑如墨、勢險湍迅的黑水溝
    2百變玄武岩:島民生活的踏腳石
    3海洋生態天堂:不斷回來的海龜、候鳥與魚群
    4社區營造的未來:如海龜與候鳥,我們想在澎湖生活
    第九章 花崗岩築起的時代走廊──馬祖地質公園
    1與臺灣殊異的火成岩圖鑑
    2海水雕刻的列島
    3披上迷彩的島嶼:戰地記憶
    4漁航、兵士、觀光──馬祖產業三部曲
    特別專題:以馬祖為廊道,神話之鳥─黑嘴端鳳頭燕鷗跨國遷徙的故事
    ※攝影後記 風景背後的故事
    ※誌謝
  • 第一部分      臺灣
     第一章    地水火風與人──利吉惡地地質公園
     1隱藏在後山的臺灣身世
      2惡地上的苦與甜:利吉與富源的人文產業史
      3從惡地到寶地:地質公園與社區轉型
      4人如何生存在這脆弱的島上?
      第二章 像一塊滾石──小野柳地質公園
     1 從濁流到滾石,層層解謎
     2 大陳義胞與原住民部落的混同多元
     3 從地質公園倡議環境共生與正名
      第三章   北海岸漁村的女王盛世──野柳地質公園
      1令世人驚嘆的地質景觀
      2從漁業到觀光
     3使自然成為社區再生的動力
      第四章  伸進太平洋的一道鼻梁──鼻頭龍洞地質公園
     1 壯闊景觀來自不平靜的大地活動
     2 龍洞砂岩主場,堅硬又潛伏危機
     3 守護海洋,教育添翼,生物回來了
     第五章  地震島縮影:災難譜出的生命之歌──草嶺地質公園
     1會飛起來的山
     2不斷在崩塌中重生:草嶺十景興衰史
     3代代拚搏,破碎地貌下的產業:山頂人的產業歷程
     4朝生態轉型的發動機:不能消失的學校  
      特別專題:化石與地質
      第六章  愈挫愈勇的甘甜之鄉──燕巢泥岩惡地地質公園
     1歡迎來到月世界!
     2滾水之地泥火山
     3惡地上的好人
     4出於泥的酸甘甜芭樂
     第七章  風、沙、水角力的最前線──雲嘉南濱海地質公園
     1風頭水尾,海進海退之間
     2濱海而生的鹽業與養殖漁業
       特別專題:鄭成功與擱淺的鯨
     3土地的悲劇考驗:大愛仁醫治烏腳病
     4特殊地質成考古寶地
     5海進海退,劇烈變化的海岸線
       特別專題:沙洲上的遺骨之謎
           特別專題:乘著潮浪而來的王爺信仰
     6消失的鹽田與消失的候鳥
     7 在移動的國土上反思,謙卑面對自然
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    or目錄       第二部分      離島
     第八章   臺灣海峽的火山奏鳴曲──澎湖海洋地質公園
     1 從地函跑出來的島群
       特別專題:溝黑如墨、勢險湍迅的黑水溝
     2百變玄武岩:島民生活的踏腳石
     3海洋生態天堂:不斷回來的海龜、候鳥與魚群
     4社區營造的未來:如海龜與候鳥,我們想在澎湖生活
     第九章   花崗岩築起的時代走廊──馬祖地質公園
     1與臺灣殊異的火成岩圖鑑
     2海水雕刻的列島
     3披上迷彩的島嶼:戰地記憶
     4漁航、兵士、觀光──馬祖產業三部曲
      特別專題:以馬祖為廊道,神話之鳥─黑嘴端鳳頭燕鷗跨國遷徙的故事
    ※攝影後記 風景背後的故事
    ※誌謝
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    摘文
    導論
    〔臺灣地質簡史〕獨特星球上,一個非比尋常的島嶼
    陳文山

    將鏡頭拉到太空。環顧太陽系中的星球,唯獨地球具有狹長且地勢高聳陡峻的山脈地形,而地球上為何有山脈,是因為「板塊」間相互的碰撞擠壓,亦即,有板塊運動的星球,才會存在著山脈。這說明了太陽系中僅有地球,至今還有著活生生的板塊在運動,得以造就高聳的山脈,以及變動的地球。
    回到地球。六百萬年前,位於菲律賓海板塊上的海岸山脈,像推土機一樣,將歐亞板塊邊緣的地殼逐漸向上向西推擠,形成一座聳立在海棚邊緣上的造山島嶼──臺灣。臺灣是環太平洋中唯一因為造山形成的島嶼,其它則都是板塊隱沒所產生的火山島嶼。也是從此時開始,漸漸形成了現今臺灣的樣貌。因此我們可以說,臺灣,是菲律賓海板塊與歐亞板塊之間碰撞擠壓作用所形成。

    板塊運動造成臺灣南北兩個重要的隱沒帶以及隨後一次驚天動地的造山運動

    古早以前,大約一億多年前,臺灣曾經一度位在東亞海棚(大陸棚)上,也是因為板塊碰撞、隱沒形成的島嶼。當時,「古太平洋板塊」朝西隱沒到「歐亞板塊」之下,使得原本堆積在歐亞大陸東緣大陸棚上的岩層擠壓隆起形成島嶼,地質史上稱為「南澳運動」。九千萬年前停止隱沒,地殼開始張裂。隆起後的島嶼慢慢被侵蝕,後來沉到海裡被厚層沉積物掩埋在海床下。這是六千多萬年以前的事情。
    六千多萬年之後的臺灣,與板塊運動更加密不可分。
    如前所述,六百萬年前,臺灣東邊有一塊「菲律賓海板塊」,它從東南邊朝西北持續地移動,直到臺灣東側。它的移動,相對造成與歐亞板塊(東亞大陸棚)的擠壓、碰撞,兩個板塊在擠壓過程中,將原本在海床下數千公尺厚的岩層,慢慢向上推、向上擠,隆起露出水面,這就是臺灣島。地質史上稱為「蓬萊造山運動」。

    兩個隱沒帶,交叉相反,才會形成強烈的碰撞擠壓

    說起菲律賓海板塊與歐亞板塊的碰撞,其實有些複雜。基本上,兩個板塊在碰撞的時候,海洋板塊比重比較大,容易沉下去,大陸板塊比較輕,不容易下去。理論上來說,比重大的菲律賓海板塊應該要沉到比重小的歐亞板塊之下。在臺灣北邊正是如此,是菲律賓海板塊往北沉到歐亞板塊之下,下沉處會產生一個隱沒帶,隱沒的地方會產生海溝,此處是琉球海溝。
    往南邊看,有一個「南中國海板塊」在西方形成了,大約是三千萬年前。南中國海板塊是一個小海形成的海洋板塊,屬於歐亞板塊的前緣。此時,相互擠壓的是南中國海板塊以及菲律賓海板塊,兩個都是海板塊,一定有一個要下去。一般來說,年輕的板塊比較輕,老的板塊因為比重較大,容易沉下去。但是,在臺灣南邊,卻恰恰相反,反而是年輕的南中國海板塊向東隱沒到菲律賓海板塊下面。
    兩個隱沒作用開始的時間點,大約是一千五百萬年前。
    這個南北隱沒相反的作用相當奇特,菲律賓海板塊在北邊一直滑下去,南邊卻滑不下去,卡在這邊,於是邊界產生碰撞擠壓,形成交叉,這個邊界帶就是東部,從花蓮到台東,整個卡住,產生碰撞作用。
    兩個板塊在擠壓的時候,會有兩種狀況,一個是隱沒,一個是碰撞。
    隱沒下去的話,擠壓量就小,因為一直往下滑,擠壓陸地的力量不至於太大,造成地殼的隆起也不會太大,不會形成大的島嶼或是大的山脈。但是如果相持不下,下不去的話,就像印度板塊與歐亞板塊,兩個大板塊在碰撞,不容易下去,於是劇烈擠壓,形成地球最高最長的喜馬拉雅山山脈。臺灣也是一樣,菲律賓海板塊下不去,就一直推擠碰撞,所以中央山脈就被推起來,推高。如果當時,菲律賓海板塊一直順利向下隱沒,中央山脈不會那麼高。
    菲律賓海板塊其實並不大,以地球板塊來說,遠遠不如印度板塊,只是一個小小的板塊,因此,山脈也不至於太高。臺灣的中央山脈到四千公尺,大約已經到極限,造山運動力量大不大,端看板塊的大小規模,形成山脈的高低大小也不同。山根的大小決定山的高度,若底面積不夠大,山脈高度就不會大,達到了一定的高度之後,因為無法支撐就會垮下來。山一直被抬起,也一直受到侵蝕。

    ‧由北而南隆起
    當菲律賓海板塊慢慢靠過來時,最早碰到歐亞板塊造成碰撞擠壓的地方,是在臺灣的北邊,所以臺灣北部先隆起成為山脈,然後才又慢慢轉移到南邊,形成中南部的山脈。所以我們可以說臺灣島的形成,是由北而南逐漸地形成。
    ‧山脈往南北沉降入海
    碰撞初始,北邊先隆起,若力量持續作用的話,山當然會越來越高,理論上來說,應該北部比較高,南部比較低。然而,近一百萬年以來,菲律賓海板塊向北隱沒,力量變小,已經不再造山了。因此,中央山脈北部比較低,大概一千多公尺。山脈到了中部的雪山,一直到玉山,到南大武山,都是三千多公尺。北部雖然較早造山,但停止造山後,地殼也開始張裂,裂開就會下陷,使得山脈反而開始下降。北部目前是下陷的狀況,不再造山,也稱為後造山運動。
    目前臺灣島的造山運動,應該限於新竹以南,因為台北到桃園都已經不再造山了。中部從四百萬年前到現在,一直還在擠壓。相對地形上會比較高。南部因為最晚造山的(恆春半島約一百多萬年前開始造山),威力不大,所以山就不那麼高。

    地質作用形塑獨特的島嶼景觀與生態
    板塊碰撞形成造山運動,使得臺灣島呈現出殊異於其它火山島嶼的景觀與生態。尤其,高聳的山脈、源自於山脈的辮狀河、隆起的海階與河階、快速沉降的海岸平原,以及少見的板塊碰撞帶,這些都是其它地區與島嶼不易見到的地質景觀。
    ‧板塊碰撞帶
    臺灣是現今地球上少有的板塊碰撞帶—弧陸碰撞,也就是菲律賓海板塊上的海岸山脈火山弧碰撞到歐亞板塊。髮辮狀的卑南大溪從中央山脈(南橫)向南流入狹長平坦的花東縱谷中,右側(東側)低矮的丘陵與山脈是原本位在太平洋中的火山島,現在已經碰撞而衝上貼近中央山脈。兩個巨大板塊的邊界,就位在卑南大溪(包括北邊的秀姑巒溪與花蓮溪)的河床中。
    ‧島嶼中間隆起高聳的中央山脈
    中央山脈在短短不到二百公里寬的島嶼拔地而起,形成將近四千公尺的東亞第一高峰—玉山,這是地球上少有的景觀,因為要在極短距離中築起高聳的山脈,並不容易。
    ‧東海岸隆起了河階與海階
    東部海岸線與海岸山脈平行,沿岸分布著已被開墾為農田的平台,這些平台原來都位於海底的海灘,因為造山運動擠壓,歷經數千年地殼隆起,抬升露出海面,成為分布在沿岸的海階。海岸山脈東側綿延一百多公里的海岸,分布著無數如階梯般的海階,這是非常少見的,唯有在造山的島嶼—臺灣,才具有如此造山運動成就下的自然地景。
    ‧辮狀河源自高山,下切沉積
    臺灣的河流都源自於高聳陡峻的中央山脈,當流入平原後,僅於數十公里內就匯入海洋。河流地形呈現短促陡直的特性,而來自鄰近山脈的沉積物粒粗且量多,因此造就臺灣河流成為辮狀河的型態,從空中鳥瞰寬闊河流中呈現交織的河道,猶如少女的髮辮。
    ‧沉陷的西部海岸平原
    西部海岸平原位在臺灣島山脈的西側,是由來自山脈的辮狀河,攜帶大量沉積物堆積而成的。它是臺灣最主要的糧倉,數千年來的住民都匯集在這肥沃的平原上繁衍不息。數百萬年以來,西部海岸平原一直受造山運動影響,而持續沉陷,但又被河流沉積物堆積,所以維持著平坦開闊的沖積平原地形。平原下堆積了千百公尺厚的沉積物,涵養著數萬數千年以來蓄積的地下水。

    更古老的馬祖與澎湖火山島
    臺灣領土內的島嶼,大概一百多座,除了小琉球是沉積岩,其它都是火山活動形成的火成島。全世界的島嶼絕大部分都是火成岩。一般來講,如果沒有造山運動,海棚不會抬升起來變成陸地,在大洋中唯一會形成島嶼的原因,大多是火山作用,臺灣也是如此。
    火成岩有老有新,東部的蘭嶼、綠島,與海岸山脈一樣,是菲律賓海板塊隱沒形成的火山島;而北部隱沒作用形成了龜山島;北方四島則是地殼張裂、岩漿上升形成的火山,與大屯山、基隆山一樣。
    澎湖群島比臺灣老,大約一千七百萬年前到八百萬年前形成的,遠在臺灣造山之前,是因地殼張裂形成的火山,多為玄武岩構成。澎湖火山作用大概八百萬年前結束,因為臺灣造山,板塊擠壓,因此地殼停止張裂。花嶼較特別,與澎湖是屬於不同的火山系統,年代也較老,約六千五百萬年前地殼張裂作用形成的。
    往馬祖、金門去,那是更古老的故事,約莫一億四千萬到八千萬年,彼時「南澳運動」,古太平洋板塊朝西隱沒所造成的火山,多為花崗岩構成。

    臺灣的地質構造分區
    臺灣的地質構造分區,最古老的岩層出露在中央山脈東側的脊樑山脈地質構造區,往西的雪山山脈出露的岩層逐漸年輕,再來是西部麓山帶地質構造區,再往西是西部海岸平原,最東側是菲律賓海板塊上的海岸山脈地質構造區。大致分成這五個地塊。
    一顆岩石的形成,歷經千百萬年漫長時間,每顆岩石在形成過程中,都悄悄的記錄下臺灣這塊土地的變化。岩石可分成三大類:火成岩、沉積岩和變質岩,三大岩類之間,因地質條件發生變化,會相互轉換,這三類岩石互相轉變的現象,稱為岩石循環。沉積岩透露出臺灣是在海底形成的;火成岩告訴我們,臺灣也曾有火山爆發的歷史;變質岩則是造山運動的最佳見證。
    臺灣的變質岩主要分布在脊樑山脈地質構造區與雪山山脈地質構造區。沉積岩區大多分布在西部麓山帶,因為容易到達,也較易觀察。火成岩種類有安山岩、玄武岩和花崗岩,分布在北部、東部海岸山脈以及離島。

    臺灣是地球上認識地質的天堂島嶼
    活生生的板塊碰撞與擠壓運動,就在我們腳底下進行著,這是地球之於太陽系、臺灣之於地球的獨特所在,使得臺灣成為認識地質的天堂。
    臺灣是一個很精彩的造山運動的區域,尤其九二一地震之後,許多人投入相關研究,直到現在,全世界還是很多團隊在臺灣進行地質的研究,累積的資料量亦相當龐大。
    地質公園的設立,讓我們有機會深入了解地球與臺灣的演變歷史,更將眼光與尺度放大,從現時眼睛所見想像臺灣古老環境、深掘地球歷史,為土地生命、未來災害與環境變遷的問題,提出可能之解。

    第一章 
    地水火風與人──利吉惡地地質公園
    兩大板塊聚合處,利吉混同層破碎、不穩定,是整個臺灣島的縮影。它身上不只隱藏著臺灣身世的解答,其上居民的生活方式,也可能是我們要如何生存在這個脆弱島嶼的線索。

    1-1隱藏在後山的臺灣身世

    我們看到的日出是從海平線跳出來的,山前的人看到的日出,事實上已經是日上山頭了;每天日頭把精氣光華先給了我們後山人,然後才懶懶的翻過山頭去照顧山前的人。

    前面這段引文,出自作家吳豐秋一九九六年出版的長篇小說《後山日先照》。「後山」之名源於西元一六八四年,臺灣正式被納入清廷版圖,在帝國視角之下,中央山脈以東的土地被稱為「後山」。後山的範圍一度包括宜蘭、恆春等相對於西部較晚開發的地域,其後行政疆界幾經變遷,現今提起後山,一般是指花蓮、臺東兩地。後山一詞,自始便夾帶有邊陲、野蠻、未開化的價值判斷,然而隨著時間流逝,「後山人」也逐漸凝聚出一種「後山意識」,即從地理位置的優越性出發,逆轉原本「落後於前山」的價值階序。「後山日先照」便是此一意識的體現。
    從地理位置來看,後山人值得驕傲的地方,不只是日出比西部早了幾分鐘而已。花東地區還隱藏著許多臺灣之所以成為今日樣貌的線索,而這一切都要從「板塊構造理論」說起。
    一九一四年,第一次世界大戰戰火初燃,一個名叫韋格納(Alfred Lothar Wegener, 1880-1930)的德軍士兵在比利時戰線負傷,軍醫院裡百無聊賴的療養生活,讓他有時間細細回想自己兩年前在德國地質學會上發表的「大陸漂移」理論,並在一九一五年出版《大陸與大洋的起源》一書。
    「大陸會移動」這個想法,早在十六世紀末就有人陸陸續續提出,韋格納卻是首次整合諸多氣候、地理、古生物學上的證據來支持這個說法的人。韋格納認為,今日所見的五大洲是在約二億二千五百萬年前,由他稱為「盤古大陸」(Pangaea,又譯為泛蓋亞)的陸塊分裂而來。最主要的證據之一,就是他發現把目前這幾塊大陸接合之後,能夠解釋為什麼同種生物會分布在相距遙遠的南美洲和非洲海岸。南極發現的煤礦、南非發現的冰河沉積物,也證明這些大陸所處的緯度曾經與現在天差地遠。

    然而韋格納的學說有一個致命傷,就是無法為「什麼力量在驅動大陸漂移」提出一個合理的解釋,因此他的學說受到嚴厲抨擊,被斥為異想天開。在批評聲浪中,韋格納依舊堅持為大陸漂移說尋找更多證據。一九二九年,他分析了德國研究船「流星號」收集的大西洋海底探測資料,發現靠近大西洋中洋脊的海床地質年代較年輕,這個特徵可能起因於熱膨脹,而地塹般的中央山谷則源於海底地殼的延伸,海底中央的年輕地殼擴張則造成板塊構造的擠壓。這個發現是從大陸漂移過渡到板塊構造學說的關鍵,如果韋格納沒有在一九三○年死於在格陵蘭設立氣象站的途中,他很有可能成為板塊構造說最早的推動者。
    韋格納死後的數十年,大陸漂移理論仍舊被大多數學者視為荒誕不經。古生物學家史蒂芬‧古爾德(Stephen Jay Gould)一九六○年代初期還是哥倫比亞大學的研究生,他記得當時有個頗有名氣的地層學教授,在一位支持大陸漂移學說的學者來校演講時,號召學生到場大聲喧嘩反對,「場景簡直就是整個布朗克斯的合唱團都來到了會場一樣」。
    其實在大陸漂移被廣泛接受之前,已經陸續有許多發現可以支持此學說。例如科學家原本認為海洋已經至少存在了四十億年,海床上一定會累積厚度驚人的沉積物,但一九四七年美國研究船亞特蘭提斯(Atlantis)號的探測,卻發現大西洋海床上的沉積岩層比原先想像的薄很多。這些沉積物都到哪裡去了?直到一九六○年代「海底擴張」學說成形,這個謎題才獲得解答。
    海底擴張一詞,是由美國海岸與測地調查所(US Coast and Geodetic Survey)的羅伯‧迪茲(Robert S. Dietz)所提出,這個學說主張,中洋脊的火山噴發一直在製造新的海洋地殼。既然一直不斷有新地殼產生,地球為什麼沒有膨脹得愈來愈大呢?普林斯頓大學地質學教授海斯(Harry Hess)對此提出解釋:海洋地殼在中洋脊生成擴張,隨年齡增長比重逐漸加重,最終在海溝處往下沉降回地函而消滅,就像輸送帶一般在中洋脊與海溝之間不斷循環再生,其上的大陸地殼則隨之移動。一九六八年,美國研究船格洛瑪挑戰者號(Glomar Challenger)在大西洋鑽探的海床岩芯,證實了離中洋脊愈遠的岩石年齡愈老的事實。到了一九七○年代,板塊構造理論終於被廣泛接受,如今它在地球科學界的地位,就如同原子結構之於物理化學、演化論之於生物學,而若不是因為板塊碰撞,也不會有臺灣島的誕生。

    正如愛情關係中總是有強勢的一方,板塊相遇時總是會有一方隱沒,決定誰會隱沒的是板塊的密度。海洋板塊因鐵、鎂含量高,比重較重,因此會隱沒到以矽、鋁為主的大陸板塊之下,從中洋脊火山誕生的海洋板塊會隨著逐漸冷卻而提高密度,因此兩個海洋板塊相遇時,年老的板塊會隱沒到年輕的板塊之下。
    現在的臺灣島就像是歐亞板塊和菲律賓海板塊之間的愛情結晶,但在一億多年以前,它們之間還處於「我不認識你,你不認識我」的狀態。當時歐亞板塊有個舊情人叫古太平洋板塊,因為它隱沒到歐亞板塊之下,巨大的擠壓力量讓大陸棚邊緣的沉積物隆起,形成了最早的古臺灣島。這段歐亞大陸與古太平洋間的熱戀期,被地質學家稱為「南澳造山運動」。
    大約在七、八千萬年前,古太平洋板塊厭倦了歐亞大陸,逐漸停止向西隱沒,兩個板塊的關係由「聚合」轉為「張裂」,沒了板塊擠壓的力量,古臺灣島在侵蝕作用下再度沒入海水中,張裂作用使歐亞板塊邊緣陷落出許多沉積盆地,這些盆地持續累積來自華南地區的沉積物,在日後的蓬萊造山運動中被抬升成為中央山脈、雪山山脈及西部麓山帶。
    三千萬年前,南中國海一帶開始張裂,歐亞板塊邊緣形成新生的南中國海板塊,兩千萬年前,南中國海板塊向東隱沒到菲律賓海板塊的馬尼拉海溝,板塊上的地殼熔融成岩漿,形成了一連串火山島「呂宋島弧」,呂宋島弧的北端,就是日後的海岸山脈、綠島和蘭嶼。其後菲律賓海板塊載著呂宋島弧,以每年7-8公分的速度向西北方移動,在六百萬年前與歐亞板塊展開了一場新戀情,也就是地質學家所稱的「蓬萊造山運動」,因為是島「弧」撞上大陸,又稱為「弧陸碰撞」,強烈的造山運動使一度沉入水中的古臺灣島重新浮現,抬升為將近四千公尺的高山。兩個板塊緊緊相擁之下,臺灣逐漸被形塑為今天的樣貌。蓬萊造山運動至今仍在進行,也就是說與海岸山脈同屬呂宋島弧的蘭嶼、綠島,總有一天也會與臺灣本島合併,到時候我們就可以騎單車到綠島而不必搭船--不過那至少是五十萬年以後的事了。
    五十萬年對人類來說是難以想像的漫長,但在地質時間的尺度上卻是一眨眼的事。如果哪天歐亞板塊與菲律賓海板塊感情降溫,地殼不再隆起,目前的侵蝕速率會在五十萬年內將臺灣島夷為平地。幸好平均來看,臺灣島同時也以每年八公厘的速率抬升。東華大學自然資源與環境學系劉瑩三教授解釋,「正因為臺灣不論是侵蝕、抬升等地質現象進行的速率,以地質時間的尺度來說都非常快速,才能讓學者有機會在一生的時間中就驗證自己的理論,如果在其他地方可能需要好幾代的時間。國外教科書都會提到臺灣的地質事件,例如集集大地震、小林村土石流等,在提到年輕的造山帶、弧陸碰撞時,通常也都會拿臺灣做例子。」這些劇烈而快速的地質活動,都源於臺灣板塊邊界的地理位置。板塊邊界通常隱匿於深海之下,使人無緣親見,花蓮的玉里大橋卻是除了冰島外,世界唯二橫跨兩個板塊的橋樑。而臺灣位於板塊交界地帶的重要證據,便是利吉惡地地質公園的「利吉混同層」。
    一九五四年,臺灣省地質調查所的徐鐵良與王超翔教授在海岸山脈進行調查時,注意到卑南溪沿岸有一片草木不生的裸露地,在此之前的調查者皆未看 出它有什麼特殊之處。徐鐵良觀察到破碎疏鬆的泥岩中,夾雜許多大小不一的岩石,認為其成因是大規模海底山崩的泥流堆積而成,以露頭所在的利吉村命名為「利吉層」。
    利吉層被發現的年代,不只板塊構造學說尚未成熟,國際上對「混同層」的研究也相當稀少。直到一九六八年,美國加州海岸山脈發現「法蘭西斯肯層」(Franciscan Formation)後,混同層才開始受到重視。一九六九年,畢慶昌首先以「混同層」一詞說明利吉層的特性:雜亂而缺乏層理的泥岩中,混雜許多不同類型、年代的岩石。一九七○年代之後,許靖華與畢慶昌等學者陸續發表了相關研究,將利吉混同層的成因與板塊運動聯繫起來,開啟了利吉混同層研究的全新面向。

     

  • 顧問群:
    臺灣大學地理系教授林俊全、臺灣大學地質科學系教授陳文山、臺灣大學地質科學系李寄嵎博士、臺灣師範大學地理系教授蘇淑娟、臺灣師範大學地理系教授王文誠、東華大學自然資源與環境學系教授劉瑩三、經濟部中央地質調查所組長李錦發、地質技師顏一勤

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