地質

地球磁場的變化（Earth’s Inconstant Magnetic Field）
臺北市立南湖高級中學地球科學科董家莒教師

地球磁場近似一個棒狀偶極磁鐵的磁場，其中的磁北極在加拿大的北極圈內，磁南極在澳洲南方南極洲的海岸邊，磁北極是地表磁力線最終的匯集點，故磁力線垂直於地表進入地球內部，也就是磁傾角達90度，水平方向磁場強度為零的位置。磁北極是會緩慢移動的，加拿大地質調查所持續地調查及追蹤它的移動路徑，並決定出磁北極的位置，最近一次調查在2001年五月完成，並推測未來幾年的移動路徑為2002年在111.6°W; 81.6°N，2003年在112.4°W; 82.0 °N，2004年在113.4°W; 82.3°N，2005年在114.4°W; 82.7 °N。

科學家James Ross在1831年第一次紀錄地球磁北極，但是此後這附近海域冰封不易進入調查，直到1904年科學家Roald Amundsen才在距離第一次發現磁北極的位置約50公里遠的地方再次發現磁北極。根據實際的觀測發現，地球磁北極從1831至2001年共移動了1100公里，其移動路線及位置如右圖，且至今仍在移動中，平均速度大約每年10公里。大約自1970年以來，它的移動速度加快，甚至達到每年40公里，再過約50年它可能離開北美洲而到達西伯利亞，所以科學家的追蹤及測量磁北極的工作必須更頻繁。

包溫氏反應系列（Bowen’s Reaction Series）
國立臺灣師範大學地球科學系林忠彥碩士生

我們在化學實驗課時，在等待某溶液凝結時，我們都知道熔點較高的物質會先凝結形成，熔點低的物質後凝結形成。在礦物的世界也是如此，礦物從岩漿中生成時也有一定的順序，熔點較高的礦物會先結晶形成，熔點低的礦物後結晶形成。在包溫氏的試驗裡發現，若當有礦物從正在冷卻中的岩漿裡，結晶出來後，如果並未將結晶出的礦物移除，而存放在岩漿裡時，先結晶的礦物會繼續和冷卻中的剩餘岩漿再發生反應，因而產生新的礦物種類。這種作用好像比我們認知的化學實驗課所做的實驗還要複雜許多，先結晶形成的物質還會與剩餘的溶液再反應，形成新的物質。因此包溫氏不斷的試驗，終於將造岩礦物結晶的先後順序列成一張次序表，此次序表也是後人所稱的包溫氏反應系列。

不整合（Unconformity）
國立臺灣師範大學地球科學系林忠彥碩士生

我們常在地科課本裡看到一些地層剖面圖，來讓我們練習辨識地層沉積順序。在地層剖面圖裡常會有一些不整合面，是我們辨識時序的分水嶺，如果層序沒有反轉，我們通常會認為在不整合面之上的地層是較年輕的，反之，在不整合面之下的地層是較老的。

那何謂不整合面，此面是將兩個不同地質時代岩層分開的沉積不連續面或侵蝕面。其發生的順序通常為，起初當然是老地層（不整合面之下的地層）的沉積環境下逐一的水平沉積，後來受到地殼的變動，使老地層抬升或發生摺皺，使老地層改變了他原有的形貌和相對於侵蝕面的位置，此時如果老地層高過於侵蝕面時，就有可能發生侵蝕作用，將重新調整此老地層的水平面，因此留下了明顯的侵蝕面，最後老地層又受到地殼的變動而下沈或侵蝕面上升，而使新的地層（不整合面之上的地層）因此開始沉積，成為我們所看到明顯分開不同地質時代岩層的不整合面。因為變動的時間可長可短，所以不整合面裡到底消失的多少地層層序，可能需要從其他線索去瞭解，如別區域的地層層序裡去做地層比對，才能知到底消失了多少地層層序，也可以估算出這個變動的時間長短。

預知油事？能源因果解碼 – 石油探勘（Oil Drilling）
台灣師範大學地球科學所科學教育組林蓓伶碩士生

 
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向學生展示上面的圖表， 並向學生說明，此圖為地表的橫斷面或是地表的切片。
圖上方的石油探堪源頭將有助於學生了解整張圖的比例。
圖中並呈現石油及天然氣是如何形成的以及它們是如何被圈閉於地底。
此圖同時也呈現了石油及天然氣將如何被提取出，以做對於我們有益的用途。

要求學生完成:
．按照正確順序，從最早發生的事件開始，排列出所有事件的先後順序。給與學生許多寫有不
同描述事件的句子，並將句子寫在長紙條上，讓學生去排列其先後順序。(句子如右表)
• 石油及天然氣如何從右方的地層圈閉中流出的?
• 如果斷層使得右方的石灰石與左方的砂岩相互接觸，會發生什麼事?
• 如果你想要探堪石油及天然氣，你會尋找什麼種類的岩石？