地質

地震預測 (Earthquake Prediction)

地震預測 (Earthquake Prediction)
國立臺灣師範大學地球科學系林佳賢碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

地震預測是預測一個地震發生的時間、地點和規模。但是,我們無法目睹地表下變化,只能透過震波以及鑽探等來測量地表下的地質結構與變化,加上各地之地質結構與特性,具有相當的複雜性。因此實際觀測上,很難分辨出它們是否真正屬於地震前兆,還是由其他因素所造成的雜訊,所以地震學家目前仍無法完整預測地震的確切發生時間。但是可利用前兆現象(precursors),來評估該地的地震風險區域、建築耐震設計、地震應變措施以及改善地震預測能力。

地熱能(Geothermal Energy)

地熱能(Geothermal Energy)
國立臺灣師範大學地球科學系林忠彥碩士生/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

近幾年,因原油價格不斷提高,讓世界各國努力在尋找一些替代的綠色能源。地熱能這個名詞,對於活在21世紀的我們,應該不陌生。此能源的運用,在人類歷史上很早就有前例,例如:溫泉泡澡、農業…等等,但真正利用它來發電是大約在1904年,義大利建造全球第一座地熱發電場,才正式的對附近居民供電,台灣也在1981年,在宜蘭清水建設地熱試驗電廠。在2007年時,地熱能大約有100億瓦特,大約可供當時全球0.3﹪電力需求。不只如此,近幾年來,在世界各國研發努力下,產能每年大約有3﹪的成長,此成長主要在於發電技術的改良,讓發電效率提升。探勘技術的提升,讓更多地熱田有嶄露頭角的機會。地熱能的儲存量比目前人們所利用的總量高出很多倍,加上地熱能還會伴隨地球構造活動所產生的能量,而加以補充。如果我們使用的速度不超過大自然補充的速度,那我們可以視它為再生能源。加上它是大自然自然形成的熱能,直接拿來發電,不會造成像火力發電,燃燒產生一些溫室氣體,而導致溫室效應加大。也不需像水力、風力和太陽能發電,需要考慮氣候因素。因此,它現在己普遍地使用,已大量使用地熱的國家有:美國、菲律賓、墨西哥、義大利、紐西蘭、日本、印尼和冰島…等等。

給我三十秒,我給你一座喜馬拉雅山!-在空箱中製造一個微型的山脈摺皺(Fold Mountain)

給我三十秒,我給你一座喜馬拉雅山!-在空箱中製造一個微型的山脈摺皺(Fold Mountain)
台灣師範大學地球科學所科學教育組林蓓伶碩士生/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

向學生展示菊石化石(一種滅絕的海洋生物),如圖一所示。此種生物從出生到死亡都是在海中,但菊石化石卻出現在五千公尺高喜馬拉雅山上的岩石中。這是怎麼一回事?這個現象解釋了喜馬拉雅山乃是由於印度與亞州碰撞所形成的。例如:印度的次大陸藉由板塊運動的過成,被推向亞州陸塊。我們將模擬 在這兩個版塊間的海底岩層當時的情況。一層乾沙一層麵粉(兩種不同色的粉末即可),這樣交錯在空箱中,鋪成數層平坦的地層,並在空箱的一端設立一個站立的隔版,如圖二所示。不要將箱子裝超過半滿。小心翼翼的將隔版往箱子的中央推,如此一來沙層及麵粉層將會被壓縮,在整個推擠的過程中,每隔一段時間都停下來看一下結果。通常,地層會彎曲形成一個摺皺,有一些會翻轉。(圖三) 最後,有一組地層會滑動超過其它的地層,形成斷層。(由擠壓造成的斷層類型為逆 斷層。) 沙子的上層表面會上升到箱子的頂部,模擬喜馬拉雅山造山運動時的岩層上升。

地震(Earth Quake)搖晃

地震(Earth Quake)搖晃
國立臺灣師範大學地球科學所科學教育組任欣怡碩士生/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

副標題: 我的房子會垮嗎?
主旨: 當遭受地震的襲擊,為什麼有的建築物可以逃過一劫,有的卻不行。
不同建築物的地基在遭受地震時會有怎樣的反應。

學生年齡: 7 – 18 歲

活動時間: 5 分鐘

學生目標: 學生可以:
• 論證當地震來襲,潮濕的土地會減低其附著力;
• 解釋為什麼地基的建造,可以增加附著力.

雖然這次的實驗並不是透過地基的建造來增加附著力,但是兩塊木頭提供建築物浮力。
內容: 這個活動除了可以算是地震與影響課程的一環,也可以提供學生在面臨地震時,所應有的反應。

引爆你自己的火山(Volcano)!

引爆你自己的火山(Volcano)!
台灣師範大學地球科學所科學教育組林蓓伶碩士生 /國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

利用下面兩種方法,模擬你自己的火山爆發。兩種例子最好都在戶外進行,或是使用一個平的大托盤,去承接被炸飛的液體。在兩種示範活動之前,試著問學生的想法,是什麼引起熔岩從火山中流出。

a) 肥皂泡沫火山
在塑膠瓶的一側鑽一個小洞,並將一根吸管或相似的細管插入洞中,用黏著劑或口香糖固定。設定好密封裝置,在瓶中裝半瓶的肥皂水。再鑽約六個小洞在瓶蓋上。朝吸管吹氣,然後等著看泡沫肥皂水演出大爆炸的好戲吧!你也可以使用紙繞成的圓錐片,將瓶子蓋住,去模擬火山的外觀!

b) 可樂火山
拿一罐500 ml 的未開封可樂(或類似的氣泡飲料),並準備一顆糖塊,尺寸最好是小到能輕易丟入瓶中。將瓶蓋打開,立即丟入糖塊。建議你往後站些,欣賞可樂的泡沫爆炸秀吧!

製作您自己的石油(Oil)和天然氣(gas)儲集層-演示石油和水如何滲透過岩石孔隙間

製作您自己的石油(Oil)和天然氣(gas)儲集層-演示石油和水如何滲透過岩石孔隙間
國立臺灣師範大學地球科學系研究所科學教育組周子宇碩士生/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

首先,向學生提問:
1石油與天然氣是儲存在何處?
2他們是儲存在巨大的地下湖泊或是海床中,或是在岩石的孔隙間呢?(解答:岩石的孔隙間)

給學生們觀察裝有油、水、空氣的密封罐。
詢問他們:
*當我們將瓶子上下顛倒的時候會發生甚麼事情呢?
*而當瓶子上下顛倒的時候油、空氣、水會呈現怎樣的次序呢?

盒中沙漣漪-沙中的對稱振盪波痕(Symmetrical Oscillation Ripple Mark)是如何形成的?

盒中沙漣漪-沙中的對稱振盪波痕(Symmetrical Oscillation Ripple Mark)是如何形成的?
台灣師範大學地球科學所科學教育組林蓓伶碩士生/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

將水放入盒子中,最好是透明的容器。盡可能均勻的灑入約一大湯匙容量的沙(先用水洗淨)。先用清水洗淨沙子,是必要的手續,否則不乾淨的沙會使水變得混濁,讓我們無法清楚的看見接下來發生的事。用清水洗淨沙子數次,並將混濁的水倒掉。來回輕輕的抬起盒子的一邊,如同下圖所示,直到沙子在盒底形成圖案。
詢問學生:
 你認為沙子為什麼會形成這些對稱的圖形?
 這些圖形與水的流向與速度有什麼關係?
 我們如何使用”變成化石”的對稱振盪波痕(例如:古代砂岩)去臆測當時水的流向及流速。
 化石化的對稱振盪波痕可以提供什麼關於古代海岸線的線索?
 當波紋形成時的環境是什麼樣子?

研究風蝕現象(Wind Erosion)

研究風蝕現象(Wind Erosion)
國立臺灣師範大學地球科學系研究所科學教育組周子宇碩士生/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

詢問學生,他們是否有被強風吹起的沙塵侵襲的經驗?讓我們來使用由混合沉積物組成的沙土,來創造一個’小沙漠’擺在桌面上。但在這之前,你必須確定學生沒有患哮喘或對粉塵過敏。之後拿出吸管(或沒有筆蕊的原子筆管亦可)

判斷地層(Layer)順序原則

判斷地層(Layer)順序原則
國立臺灣師範大學地球科學系林忠彥碩士生/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

適合年紀:11-18歲學童
活動預估時間:15 分鐘
準備器材:透明臉盆或透明魚缸(作為沉積盆地)、兩種以上不一樣顏色的沙粒、勺子(移動沙粒之用)、水、木塊(截切層序之用)。
預期目標:
1. 知道各層序原理如何使用,並知道各原理在何時才適用。
2. 在判斷層序順序時,可以立即判斷此時需要用何種原則去分辨前後關係。
3. 知道哪些原則是永恆不變的法則,哪些是需要一些前提下才會成立的原則。

由波痕瞭解沉積環境(Sedimentary Environment)

由波痕瞭解沉積環境(Sedimentary Environment)
國立臺灣師範大學地球科學系研究所科學教育組周子宇碩士生/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

放裝滿一大杯水的馬克杯或玻璃杯在臉盆中,如圖所示。並把臉盆裝半滿的水。加入一大湯匙的沙(事先以水洗淨),並盡可能平均的灑入臉盆中。最好使用事先以水洗淨的沙,否則水將會變得混濁,讓我們無法看清楚接下來發生的事。以水洗沙子數次,並將濁水倒掉。使用湯匙來回攪拌馬克杯或玻璃杯四周的水,直到沙粒在盆底形成圖案。記得只朝同一個方向攪拌,並且不要讓湯匙接觸到盆子底部。

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