多雨卻缺水:地球新常態?(上)
上次擔心「沒水用」,腦袋裡是不是立刻浮現水龍頭壞掉、颱風停水,或新聞主播一臉嚴肅地說「水庫見底」?但你大概沒想過,真正的兇手可能是雨下太多。聽起來像笑話吧?偏偏這就是地球現在的怪劇情:許多地方雨量破紀錄,水庫卻見底;街道泡在水裡,地下水卻乾得像沙漠。氣象局說「今年超濕」,農民卻說「今年超旱」。科學家給這場鬧劇取了個名字:「水文鞭打效應」,原因要從「克勞克拉關係」和「滲透超額」說起。
Read more上次擔心「沒水用」,腦袋裡是不是立刻浮現水龍頭壞掉、颱風停水,或新聞主播一臉嚴肅地說「水庫見底」?但你大概沒想過,真正的兇手可能是雨下太多。聽起來像笑話吧?偏偏這就是地球現在的怪劇情:許多地方雨量破紀錄,水庫卻見底;街道泡在水裡,地下水卻乾得像沙漠。氣象局說「今年超濕」,農民卻說「今年超旱」。科學家給這場鬧劇取了個名字:「水文鞭打效應」,原因要從「克勞克拉關係」和「滲透超額」說起。
Read more二氧化碳分子 (CO2) 作為溫室效應的「戰犯」,已經超過一個世紀之久。在前篇中,我們看到咖啡渣能被轉化為永續產品,如生物炭 (biochar) 和活性碳 (active carbon) 等。而在二十一世紀,科學家們更提出了一個相呼應的想法:如果今天早上的咖啡,能在明天幫助淨化空氣呢?這一次,我們就來探索咖啡渣的另一個化學故事,看看它如何搖身一變,成為捕捉二氧化碳、對抗氣候變遷的意外盟友。
Read more地球早期的大氣裡幾乎沒有氧氣,含量不到今天的千分之一。如果你穿越時空,那迎接你的會是一個令人窒息的世界。但生命卻早早開始「玩」氧氣,好像小孩在還不會游泳前,就先在水裡打水花。傳統的說法是:等到大氧化事件後,氧氣才真正充滿大氣,生命才學會呼吸。可是新的研究告訴我們,細菌在還只有零星氧氣的時代就已經偷偷練習了。而這些細菌祖先居然先是把氧氣視為「需要解毒」的毒藥,到後來才慢慢學會把它當成燃料。結果,這場小小的解毒預演,竟成了後來光合作用基礎,最後把整個地球改造成一個能呼吸氧氣的星球。
Read more地震是地底的事,還是天上的事?一場地震,可能從天上下雨下雪開始?但水不是在地表嗎?怎麼會讓地底的斷層滑動?又怎麼會影響幾公里深的岩石?這就得從上回我們聊過的「孔隙壓力」說起。另外,隱藏在地底的科學怪咖「超臨界流體」(SCF),科學家如何運用最先進的技術「看見」了SCF在地底的遷移路徑?就像壓力鍋裡的蒸氣,找到裂縫,一口氣衝出來。這次我們將科學場景移轉到日本的能登半島和九重火山,實際了解地震不只是地底的事,也可能是天上的事。
Read more在極高溫高壓下,不是液體也不是氣體的「超臨界流體」(SCF)就像地底的快遞員,能在岩石中穿梭。這個概念誕生於十九世紀的物理實驗室,卻在二十一世紀才真正走進地球科學領域。2008年,科學家首次在海底岩漿氣泡中發現天然SCF,揭開它在地震、火山與板塊運動中的關鍵角色。這次我們要揭開地球深處的祕密:超臨界流體的歷史旅程。認識超流SCF不只是個科學怪咖,也是地球演化的化學師、冷卻劑與地震的觸媒。從實驗室到地殼深處,這是一段跨越二百年的探索旅程,一場關於流體、壓力與地球脈動的科學故事。
Read more地震不只是兩塊大石頭(板塊)相互擠壓、卡住和碰撞,古人早就發現,在地震來臨前,井水會先變得不對勁,像是消失、混濁、甚至冒泡。直到二十世紀,科學家才開始認真傾聽這些地下流體的警告,把它們納入地震預測的工具箱。由於斷層並不是完全由乾燥的岩石組成,它還包含水和氣體等物質,也就是說,我們腳下的岩石就像是塊巨大的「濕海綿」,當你用力壓它,水會往哪裡跑呢?水是幾乎無法壓縮的,當受到擠壓而壓力飆升時,那會發生什麼變化?最新的研究更精彩,科學家發現在地底深處居然有個「流體儲藏室」!但地震並不是發生在這區塊,而是在它上方的岩層,這又是為什麼?
Read more獅子座是春季星空中的非常美麗的星座。在希臘神話中,祂是一頭刀槍不入的大獅子,最後敗給了英雄海克力士。獅子座當中最亮的星稱為「軒轅十四」,「軒轅」在中國古代的形象則是一條在天上的龍。最後,獅子座最著名的就是擁有「流星雨之王」美名的「獅子座流星雨」,每秒鐘甚至可以有數十顆流星!
Read more曆法的訂定是根據天文學推算而來,對天文學的瞭解愈深,訂定出來的曆法就與天象愈吻合。在明清時期,西方的傳教士利瑪竇、湯若望、南懷仁等傳教士,帶來了西方的現代天文學,卻也引起了守舊派的反撲。清朝初期甚至發生了「曆獄」,一眾天文官因此下獄,甚至判刑。康熙帝親政後舉辦了御前辯論會,最終西方傳教士用實際的科學實驗結果驗證了他們所帶來的曆法系統,也讓康熙帝得以為這些天文官平反。
Read more研究外太空天體的岩石最簡單、粗暴的方法,就是去到外太空,將天體上的岩石「外帶」回來地球上分析,這類型的任務稱為「採樣返回 (Sample-return)」。人類目前已經成功從月球、小行星上外帶回岩石樣本,甚至還從太空環境中裝了看不見的粒子回來分析。這些樣本除了讓科學家得以直接瞭解天體的組成,還有機會讓人類更加接近生命起源之謎。
Read more「生命起源」一直是熱門的研究議題。其中一種研究生命起源的方法,就是尋找其他天體中「接下來可能會產生生命」的跡象。近期發表的研究顯示,新升空的太空望遠鏡「JWST」有機會能幫上忙!
Read more氣象衛星可以在外太空,以高高在上的「上帝視角」俯瞰地球,取得更全面、更完整的氣象資料。臺灣目前共有三組氣象衛星(系),包含已經退役的福衛三號、正在服役的福衛七號,以及即將升空的獵風者衛星。前兩項任務取得了巨大的成功,而最後一項則背負著眾人的心血,即將以「臺灣第一枚自主研製氣象衛星」之名發射升空。
Read more第29期「探索」系列講座「The New Ocean——太空時代再起」第六講邀請到國家太空中心林新發博士,為我們說說人類與月球的浪漫故事。古今中外,人們就對月亮有無限的嚮往,在各地的神話當中,也都有著月神這個神祇。在科學方面,從伽利略發明望遠鏡以後,人們便從以管窺天一步步走到踏上月球表面。本次講座林博士為我們細細介紹歷史上重要的三波探月熱潮,從美蘇冷戰的太空競賽,到1990年代後的百家爭鳴,最後也會談談近期的「太空時代再起」,分析各個摩拳擦掌準備探月的國家們,它們各自的短期與長期性的目標
Read more第29期「探索」系列講座「The New Ocean——太空時代再起」第五講邀請到中央大學太空及遙測研究中心主任林唐煌特聘教授,為我們解答衛星遙測技術的興起與全球環境變遷之間的關聯,並詳細介紹衛星觀測三種頻譜——可見光、紅外光和微波的應用原理,還有它們在民生上、都市規劃上和軍事上的應用實例。接著,也會分析目前衛星遙測技術所面臨的各項限制與挑戰,以及點明未來可期待的發展方向。最後,林主任也申明衛星遙測科學研究對臺灣的重要性,期許研發團隊們能夠發展出關鍵技術,幫助臺灣站上這波太空時代浪潮的浪頭。
Read more曾經的他,是父母和大眾口中的「浮球」,上下飄忽、搖擺不定,離經叛道、徬徨迷惘,始終沒有一個定錨讓他安穩下來,未來對他來說只是一片黑白;如今的他,是家人與大眾眼中的「風箏」,扶搖直上、直衝雲霄,春風化雨、學業有成,家庭與父母的期盼成為維繫他的線,讓他飛往光輝彩色的未來。
臺大地質科學系郭陳澔教授並不項一般人所想像的,從小出身書香世家、一帆風順地奔向學術研究的道路。他人生一路走來總是在逆境中前進,不斷挫敗、不斷摸索,最終憑藉自身的努力和家人的支持,從一位鄉下來的囡仔翻轉人生成為傑出的大學教授。
第29期「探索」系列講座「The New Ocean——太空時代再起」第四講邀請到中央大學太空科學與工程學系張起維教授,為我們分析低軌道衛星的通訊技術重要性為何?並簡單介紹通訊衛星的演變進程,闡述人類科技從無法放大和轉發訊號的第一代通訊衛星進步到1962年首度透過衛星通訊跨洋轉播奧運影像的歷史;接著分析大型衛星與小型衛星各自的利與弊;最終也分析了臺灣如何在這波太空產業浪潮中站穩腳步。
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