海洋

山寨板的二枚貝:腕足動物(Brachiopod)

山寨板的二枚貝:腕足動物(Brachiopod)
臺北市立建國高級中學地球科學科葉昭松老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

腕足動物在生物分類學上屬於動物界的一門,與帚形動物門親緣較近,外型雖類似軟體動物門斧足綱(二枚貝類),但無親緣關係。腕足的兩瓣殼體位在軟體之背腹面,不同於二枚貝之左右面,且兩殼大小不等,一般較大的為腹殼(或具有莖孔,稱為莖殼),另一較小的為背殼(或具有腕骨,稱為腕殼),幼年期分泌之殼體具鉤狀似鳥嘴稱為喙部,即為殼體後端,後端至前端長度為殼長,垂直於殼長的最大寬度稱為殼寬,腹殼至背殼的最厚處則稱為殼厚。從背殼或腹殼觀察外型可分圓形、長卵形、橫橢圓形、三角形、五角形、方形等;由側面觀察則可分為雙凸、平(背)凸、凹凸、凸凹、雙曲等。

鹽溫深儀(CTD)

鹽溫深儀(CTD)
高雄市立瑞祥高級中學地球科學科莊福泰教師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

鹽溫深儀(CTD)是用來測量海水導電度(Conductivity)、溫度(Temperature)和深度(Depth)的儀器,取其英文自之縮寫稱為CTD,CTD是海洋觀測最基本的儀器,其中海水的導電度可換算成鹽度值,因為海水中含鹽量的多寡會改變其導電度,溫度是由溫度感應器(熱敏電阻)測量,深度則由壓力值換算,因此CTD可以提供海洋學家海水的溫度、鹽度、密度等物理量的分布狀態或其隨深度變化的情形。

黑潮(Kuroshio)

黑潮(Kuroshio)
台北市立復興高級中學地球科學科鄧亦翔老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

黑潮是太平洋洋流的一環,為全球屈指可數的強大洋流之ㄧ,與大西洋的灣流都是屬於大洋的西方邊界流。
一年四季皆流過台灣東岸的一股暖水團,由於來自於赤道附近,所以水溫高。另外黑潮內所含的雜質較少,陽光穿透過水的表面後,較少被反射回水面,因此海流的顏色呈現深色。
黑潮的流速相當的快,可提供迴流性魚類一個快速便捷的路徑,故黑潮流域中可捕捉到為數可觀的迴游性魚類,及其他受這些魚類所吸引過來覓食的大型魚類。

拯救死亡海域(Reviving Dead Zone)(下)

拯救死亡海域(Reviving Dead Zone)(下)
國立台灣師範大學地球科學所科學教育組任欣怡碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

生物死區形成三階段:死海
日本水產研究所的永井達樹,在1960年代觀察瀨戶內海得出了下面三個環境邁向生物死區的分類。
◆ 第一階段:「紅鯛之海」:紅鯛為瀨戶內海魚夫捕抓的主要高經濟魚類。也是該區食物鏈的上層掠食者。
◆ 第二階段:「鯷魚之海」:此一階段表示,上層掠食者的數量大量減少,
造成中下層的小型魚類大量繁殖。
◆ 第三階段:「水母之海」:在第二階段之後,因為浮游生物在小型魚類大量繁殖之後,數量銳減。浮游植物增加。只餘下對環境耐受度高的的外來種生物,或是水母能夠生存。

此一理論表示,人類的過漁行為。將上層掠食者自生態系中移除時,會造成食物鍊中生物數目的連鎖改變,是造成生物死區出現的原因。

拯救死亡海域(Reviving Dead Zone)(上)

拯救死亡海域(Reviving Dead Zone)(上)
國立台灣師範大學地球科學所科學教育組任欣怡碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

近海生態面臨危機
 在現今世界各地,由於陸地的植物營養鹽會隨著河川流入大海,進而引發淺海地區大批生物死亡,並造成了所謂的生物死區。
 化學肥料讓漂浮在海面上的微小植物大量滋生,並遮蓋了海底植物需要的陽光,並使得大量腐敗的有機物質沈澱在海底。然後那些以分解死亡生物為食的戲劇消耗了海底的氧氣,使得生活在海底的動物缺氧而死。
 大幅降低農業和污水逕流,並有效限制過魚行為,就可以恢復這些重要的海洋生態系。

極冰的融化有助於溫鹽環流的穩定(Sea Ice, Ocean Circulation)

極冰的融化有助於溫鹽環流的穩定(Sea Ice, Ocean Circulation)
臺北市立建國高級中學蔡哲銘老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

由於溫室效應、聖嬰現象的影響讓全球許多地方產生氣候異常,氣候變遷成為近年來許多人關心的議題。美國的商業電影「明天過後」更將氣候變遷對於地球環境的影響以特效的方式呈現在世人面前,震撼了許多原本認為事不關己的普羅大眾。故事中造成氣候異常的重要原因即為海洋的溫鹽環流發生了變化,結果導致後續一連串的反應,讓美國幾乎全境處於冰天雪地之中。故事本身雖然在科學上不全然正確,然而對於氣候變遷造成的影響卻描述得相當深刻。

溫鹽環流跟表層的洋流不同,它是由於海水溫度、鹽度分布不均,造成密度不同而引起的環流,在地球能量傳輸的系統中扮演重要的角色。其源頭來自於北大西洋的海水,因為溫度較低、密度較大而下沈至深海。然後在大西洋底南移,穿越印度洋與太平洋,在北太平洋湧升,再回到北大西洋完成溫鹽環流。藉著冷、暖水流的流動,溫鹽環流平衡了高低緯度的能量收支差異。讓赤道地區不會因為長期處於能量盈餘而越來越熱,高緯度地區也不會因為長期處於能量虧損而越來越冷。

甲烷氣水包合物(Methane Clathrate)

甲烷氣水包合物(Methane Clathrate)
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/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

甲烷氣水包合物(Methane clathrate),又稱甲烷水合物或天然氣水合物,為氣體分子被冰晶狀的固體晶籠所包含而形成的,因為必須在低溫高壓的環境才可生成,因此,一開始只被認為在太空中才有可能出現,但最近發現在海洋洋底沉積物底下也有豐富的蘊藏。

其實自然產出的天然氣水合物中,並不只有包含甲烷分子,其他包括像:乙烷、丙烷、正丁烷、二氧化碳、硫化氫等。但高達90%皆包含甲烷分子,因此我們對這一類物質通稱為甲烷水合物。

擴張中的海洋荒漠(Ocean Deserts)

擴張中的海洋荒漠(Ocean Deserts)
國立臺灣師範大學地球科學系葉庭光碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

一項新的研究報告指出,受到全球暖化的影響,太平洋與大西洋在赤道附近的低含氧量區域(也叫做 “海下沙漠”),在過去五十年之間正迅速擴大。不但如此,電腦模擬氣候模型的結果顯示,這樣的趨勢將會持續擴大並威脅海洋生態系統。在這個研究中,研究人員發現含氧量低的海水層’oxygen-minimum zone’在赤道附近海域有擴張趨勢。

德國基爾大學(University of Kiel)的研究者Lothar Stramma博士領導的研究團隊測量3大洋赤道附近300-700公尺深的海水的含氧量,並與過去50年的資料相互比較。Lothar Stramma博士指出,幾乎所有區域的含氧量都逐漸降低。這篇發表在國際知名期刊Science的研究報告指出,太平洋東部赤道附近海域向北延伸到印度洋一帶,現在已經被歸類為 “次氧帶”(suboxic),也就是說,這一個區域的含氧量,以降低到危及生態系運作的程度。

極區(Arctic)陸地正以前所未有的速度遭受侵蝕

極區(Arctic)陸地正以前所未有的速度遭受侵蝕
國立臺灣師範大學地球科學系葉庭光碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

如同北極冰山證以破紀錄的速度消失,氣候變遷也正加速北極海侵蝕極區的陸地。最近發表在國際知名期刊Geophysical Research Letters的一篇論文指出,在過去52年之中,阿拉斯加州東北部海岸線被侵蝕的速率已增加一倍。這種環境惡化的現象將對當地生態系統、極區居民、以及石油與天然氣的開採產生相當大的衝擊。

相較於一般的海岸,極區的海岸特別容易遭到侵蝕。這是因為極區海岸的沉積物是富含冰塊的鬆散砂礫層,而非由堅固的膠結物充填。這種鬆散的結構之前是因為有冰冠的保護才得以保持。一旦冰冠融解,這些岩層將快速被侵蝕。科學家非常關心這個現象,因為隨著海冰消失,這些海岸將暴露在海浪以及暴風雨的侵蝕。此外,海水暖化以及海平面上升將導致這個情形更加惡化。

海水結晶分析鹽類(Salt)種類

海水結晶分析鹽類(Salt)種類
國立臺灣師範大學地球科學系林忠彥碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯

適合年紀:8-16歲
活動預估時間:需要一至兩週的擺放時期,實際操作時間15分鐘
準備器材: 碗(深度不要太深)、附近海水、鎳鉻絲、稀鹽酸、本生燈、藍色玻璃杯(主要功能是透過藍色玻璃杯容易看出黃色火焰)、一些常見鹽類的化學藥劑、護目鏡
預期目標:
1. 學生可以知道海水裡主要有哪些物質(離子)
2. 知道溶解度大者,較慢析出結晶,反之溶解度小者,較快析出結晶。

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