从同学中的作业剪贴来的，有问题再提出来吧~ CH1 1.Explain/describe following terms: (1)catastrophism：灾变说 在十七、十八世纪时，人们相信地球的外貌(地貌，如 山、山谷、海、河) 都是 永恒的 ，而且这些地貌都是由极为少数的剧变所产生的。这些事件都太巨大了，以致於没有办法 用自然过程去解释，因此这是一种超自然的干涉，自此就产生了灾变说。因为那时近代科 学尚未出现，所以当时的人们不认为灾变说是一种假说，他们认为这是一种信仰。再加上 那时的地质学并不强，所以人们认为巨大的灾害是发生在过去的数千年之内，而且和 Judeo-Christian 圣经中所记载的事件是相符合的。非西方文化就没有这种类似的信仰 。 (2) gradualism：渐变说(渐进说) 在十八世纪晚期，早期的科学家根据新发现的地质证据，一再地检验灾变说，并且发现灾 变说没有办法解释这些新发现的现象。所以苏格兰的内科医生和绅士，也就是现代地质科 学之父 James Hutton(1726-1797)收集了种种的证据，并且提出了一个假说 (counterhypothesis)---渐变说。Hutton观察并且记下了他的论证，然後根据他的论证用 逻辑的论点拟出了结论，简而言之，他使用了科学方法。在1795年，他出版了「Theory of the Earth, with Proofs and Illustrations」 在书中，他提出了他对於反对灾变说的 理论。Hutton 观察缓慢但持续地侵蚀作用：经由流动的水，岩石碎屑被搬运，最後沉积到 海底。这些改变都是缓慢进行的，也因此他反对灾变说而提出了渐变说。他推论：只要给 定足够的时间，山一定会慢慢地被侵蚀为平原，而侵蚀後的岩石碎屑有一天又会形成新的 岩石，这些新形成的岩石又会慢慢地被挤压而形成山脉。Hutton并不知道是什麽能量造成 山脉的抬升，但是他认为所有的东西都会依循着重覆且连续不断的一种循环缓慢地进行。 (3)Uniformitarianism：均一说(均变说) Hutton的观点现在被称为均一说原理(Principle of Uniform-itarianism)，这个原理是说 ：人类现今所观察到同样的过程，在地球的历史中早就发生过了。这个原理提供了我们了 解地球历史的第一步，而且它也是开启现代地质学上的时间(geologic time)的一把钥匙。 均一说帮助人们了解不同地质环境的岩石是如何生成的，它提到：我们可以检验任何的老 的岩石，比较它们和现今在特殊环境生成的其他相似的岩石间的生质差异，进而可以推断 同种的岩石的生成环境很相似。(注:简单说就是present is the key to the past) 2.Describe the scientific methods which geologists usually use for research. 1.地质学家使用的研究策略就称为「科学方法」(scientific method)。 如： (1)演绎法Deductive method：用逻辑来推理，即指由已知的一项定理接着推导出下一 项的定理，如此层层的下去，来得到一些东西。 (2)归纳法 Induced method：由观察许多现象而把结果进行整合，试图找出一个定则， 来解释欲解释的东西。 2.科学方法包括下列几项步骤： (1)观察和测量： 科学家专注於现象的观察和获得可被测量的证据。 (2)提出「假说」：科学家试着要解释他们的观察和测量结果，而提出了假说，这 是对於某事物或现象的解释，似乎很合理但是未被证实。 (3)验证假说：科学家利用假说对於新的观察作预测，藉由比较最新的观察资料和 先前的预设，科学家们可以验证假说。 (4)形成「学说」：一旦假说通过了多次的验证，科学家们就更想信这个假说的正 当性，而这个假说也因此升格为学说，学说是一种对於自然现象的概括想法。 (在很多语言中，theory常被误用为hypothesis, 但是这里提到的theory就指的 是theory，而不是hypothesis。) (5)形成「定律」或「原理」：学说最後可能形成定律或是原理。定律和原理指的 是一些被观察到的自然现象均是依照此定律或原理所说的发生，而且没有误差 。 (6)根据新的证据，不断地重新检验此定律或原理：在物质世界中，所有的东西都 是由科学定律所掌管。因为定律或原理就像假说和学说一样，当有新的证据出 来时，它们就必须不断地被检验。事实上，科学方法的关键点就是「可被测性 」(testability)。 3.Is Pluto a planet ? 行星最新的定义：(出处1) 1.该天体必须环绕太阳运行。 2.且此天体质量必须大到使其自身的重力足以克服各种刚体的力，来维持流体静力 平衡（近乎圆球形）。 3.清除了轨道邻近区域中的物质。(当行星绕着太阳转的时候，必须把轨道打扫乾 净，它所行经的路径上没有其他的天体。) 行星最新的定义：(出处2) 一.是必须有围绕太阳的轨道。 二.是必须有足够大的质量，能依靠自身的重力，通过流体静力学平衡，使自身的形状达 到近似球形。 三.是必须能把它的邻居清除出自己的轨道。 行星的定义：(投影片) (a)位於环绕太阳的轨道上； (b)拥有足够的质量而自行产生重力，可以克服各种刚体的力来维持流体静力平衡(近似 球形)的形体； (c)已经清空了其轨道附近的区域。 矮行星的定义：(投影片) (a)位於环绕太阳的轨道上的天体； (b)拥有足够的质量而自行产生动力，可以克服各种刚体的力来维持流体静力平衡(近似 球形)的形体； (c)无法清空其轨道附近的区域 (d)不是卫星。 由最新的定义可以得知，冥王星并不属於行星，因为 (1)其大小太小，而没有形成一般行星常见的「近圆形」。 (2)其轨道经过库伯带(Kuiper Belt)，一个有其他小型天体的地方， 所以不符合定义的第三点。(主因)，所以冥王星被归类到「矮行星」 4.Describe the global changes caused by human activities. 1.人类的日常生活对「降雨量、气候、空气、水质和侵蚀」有着重大的影响。(投影片) 2.在北美，每个人(平均)每年用了20吨的矿物资源。(投影片) 3.藉由燃烧石油和煤，以及密集的农业活动，人类正不断地改变大气的组成。大气中二 氧化碳的含量不断缓慢地上升，这使得大气层变成一块热的毯子，这种效应就通俗上 称为全球改变(global change) 或 全球暖化(global warming)，也就是温室效应。 (p.27) 4.由於密集的农业活动，对於土壤、地下水和地表水都有很大的冲击。(投影片) 5.许多年来人类一直使用冰箱、喷雾器和其他仪器，这些东西内含的气体都有氯原子。 当这些气体跑到大气层时，它们就会干扰臭氧的生成。而臭氧层则能帮人类阻挡具有 伤害性的紫外线并且防止紫外线到达地表。所以没有了臭氧，人类就会处於危险之中 。(p.27) 6.透过巨大水库的兴建，人类改变了水的分布位置，进一步地改变了地表重量的分布， 而改变了地球的转轴，虽然没有很明显，但还是可以测量得到。(投影片，p.27) 5. Describe the building/evolution of Taiwan island shown in the movies. 两亿多年前的地球上面，就有大陆和海洋，但是所有的大陆都是分离的，当时赤道附近的 海域，生成了一大片的珊瑚礁，其中在蔚蓝的大海，与黄绿的大陆之间，有一片周围满布 珊瑚礁的平缓坡地，平均水深130以尺、平均宽度70公里，称为大陆棚，距今1亿4000万到 1亿年前，这片大陆棚由於是大陆与深海之间的缓冲地带，经常接收着由大陆河川，运输 过来的岩路与生物碎屑，并且任由它们愈堆愈高、愈压愈紧，这大陆棚位於华夏古陆块的 东缘，大约在现今浙江、福建与广东一带的外海。 距今1亿到7000万年前，世界最大的海板块古太平洋海板块，隐没到世界上最大的大陆板 块欧亚大陆板块的底下，并且在欧亚大陆板块上的华南古陆引发了大规模的火山爆发，把 欧亚大陆板块的东缘，堆积在大陆棚上的巨厚沈积层推挤到海面上，成为岛屿，这是地质 史上的南澳造山运动。 古台湾岛就这样诞生了。那个时期，古台湾面积比现在小，但上岛上已经现了中央山脉。 那时台湾岛可能已经远离赤道，不断的向北移动。 大约在6500万到1000前的时期，欧亚大陆板块摆脱了，古太平洋板块的压力，进入了张裂 的环境，大陆被撕裂，岩浆从地底喷出，遇到海水就迅速的冷却，在海底形成新的海洋地 壳，就是南中国海板块。 到了3500万年前，南中国海一系列的张裂活动，塑造了台湾西部地层基盘的形貌，因为地 壳张裂会导致地面下陷，在大陆西南滨海地区，形成了许多的沈积盆地，相对於盆地的中 心，盆地边缘下沈的速率比较慢，也就形成了较高的地区，其中一座高地就在古台湾岛的 西部，它是一个以澎湖为中心，环绕彰化和云林一带的圆弧状构造称为北港高区，又称为 北港基盘高区，它的存在对台湾岛後来的地貌塑造，产生了关键性的影响。 同一时期(3500万年前)，山脉被自然力侵蚀下来的岩屑，伴随生物的遗骸，自河流来到了 浅海盆地，成为现今台湾岛，主要沉积岩的来源，而这个时期地壳张裂所引发的火山，是 以安静的溢流方式形成，不像前一期(?，1亿到7000万年前)，由板块隐没形成的火山，是 以剧烈的方式爆发，大约1000万年前，曾经发生一次颇具规模的溢流式火山喷发，在古台 湾岛西方的大陆棚上，形成了一个玄武岩熔岩台，然後逐渐形成现今的澎湖群岛。 据推测，古台湾岛在华南张裂的时代，曾经被夷为平地，并且沉到海面下，台湾岛的再生 ，必须要再等到另一次剧烈的板块运动，不过那是几千万年以後的事了。 持续张裂的南海板块，於2000万年前到1000万年前，向东隐没到菲律宾海板块之下，并且 在菲律宾海板块上，古台湾岛的东南方，喷发一系列的火山岛屿，沿着马尼拉海沟排成了 弧状，那就是吕宋岛弧，吕宋岛弧的北端包含了绿岛、兰屿以及海岸山脉的前身；菲律宾 海板块，以每年8公分的速度，向西北方的古台湾岛靠近，板块上的吕宋岛弧，也以每1万 年1公里的速度随行，逐渐的离开岛弧最初形成时所在的菲律宾的一带，在距今1000万到 500万年前，不断往西北移动的菲律宾海板块终於以大约45度的角度，斜撞欧亚大陆板块 东南边缘的大陆斜坡，吕宋岛弧也因此更迅速的，接近台湾岛。这个时期地壳里的沈积盆 地，因为岩层深埋已经产生变质，更外加高压与高温，又开始挤压岩层使得台湾岛附近的 大陆棚沈积岩一次又一次的被推挤、被隆升，终於露出海面。 1955年地质学家张丽旭，把台湾岛自新生代以来的这些地壳变动，称为蓬莱造山运动，其 最大的成就，便是促成了台湾的再生，不过台湾岛这次露出海面，已经远离赤道，转移到 目前所在位置的附近，古台湾岛的一部份地层，也一起重现地面，成为新台湾岛的基盘， 目前露出的部分，就是在中央山脉的东翼，太鲁阁一带的大南澳片岩区，这个中生代基盘 是中央山脉的中间岩层，覆盖在它上面的是新生代的岩层，称为盖层，除了覆盖在中央山 脉的基盘上，也广泛分布在西部地区，在中生代基盘之下的，则是由珊瑚礁变质的大理石 岩层。 影响蓬莱造山运动，最重要的地质事件，就是菲律宾海板块与欧亚大陆板块的斜碰撞，因 为台湾现今的地貌，几手都受到这次板块碰撞的影响，650万年前，菲律宾海板块由於板 块碰撞，逐渐隐没到欧亚大陆板块之下，并且在下沉之前，於大陆板块上喷发一系列的火 山岛，沿着隐带排列成弧形，称为琉球岛弧，至此，台湾在南方与北方，各有一个板块隐 没带，在隐没带通常会出现由海沟、岛弧与海槽等构成的弧沟系统，台湾目前的大地构造 ，就是由吕宋与琉球这两套方向相反的弧沟系统构成的，南方的吕宋弧沟系统，位在菲律 宾海板块的西侧，延伸到屏东以及高雄一带就不见了，另一方面，北方的琉球弧沟系统， 位在欧亚大陆板块的东缘，延伸到宜兰以及台北北方一带，也不见了，地质学家因此推测 ，台湾的南部根本是吕宋弧沟系统的延伸，北方则是琉球弧沟系统的延伸，台大教授卢佳 遇，利用砂盒模型来模拟台湾岛的形成过程，由砂箱实验可以看出，欧亚大陆板块东缘的 那个大陆斜坡，与大陆棚上的沈积物就是被蓬莱造山运动，不断地推挤，从东往西陆续产 生了许多的皱褶与逆断层，持续生成的逆冲断层，把地壳升高和堆叠，不断地缩短宽度， 增加高度，然後接受气候的侵蚀、冲刷和堆积，再增加宽度。 目前最新和最西边的断层，已经移到台中盆地的下方，那里的彰化断层，正把八卦台地往 上拱，如此下去的话，有一天八卦台地全会成了高山。 板块紧压，造成岩块变形，并且在岩块中储存抗拒的能量，一旦断裂就会形成断层，在岩 块破裂的时候，会以波的型式释放储存的能量，便形成了地震，台湾岛东部以及外海，发 生地震的频率比较高，但造成的地震灾害比较小，西部则是正好相反，频率较低，规模却 更大，像1999年9月21日，台湾中西部发生大地震，引发车笼埔断层沿线地表的破裂与位 移，地震灾区南北范围超过了100公里，并且在断层上的乡镇，如卓兰、东、集集、中寮 、水里等等，造成全面性的破坏，地质学家认为921的主因是在地质因素，首先目前西部 地区，正是板块挤压受力最大，逆冲作用最发达的地区，那里的地壳正在不断累积受力的 能量，所以最有可能因为逆断层作用而产生大地震，其次北港高区代表较为稳定的地区， 是台湾地震的空白带，可是这些稳定地区之间的界线断层区域，却容易孕育地震，如位在 北港高区旁的界线断层上的车笼埔断层。 CH4 1.How do we name igneous rocks?(Fig. 4.6)Name and describe the major igneous rocks 火成岩的分类最重要的是要看1.矿物结晶颗粒的大小;以及2.SiO2的含量.在野外SiO2的含 量可以由岩石的颜色来辨认.颜色越深的石头表示SiO2越少.矿物结晶颗粒的大小主要是因为岩 浆冷却速度不一样所造成,如果岩浆是喷出地表之後再凝固,那麽结晶颗粒会很小,肉眼几 乎无法看到结晶,甚至有的极端会形成玻璃质;如果岩浆在地底深处就停止上升,而开始冷 却,那因为冷却的时间会拖的比较长,所以矿物便会有时间形成大颗的结晶,所以可以形成 班晶.前者矿物结晶小的火成岩称作喷出岩,後者矿物结晶大的则称为深成岩.依照这两个 准则喷出岩主要的岩类有玄武岩、安山岩、流纹岩(SiO2含量由少变多)；深成岩则有橄榄 岩、闪长岩、花岗岩(SiO2由少到多).其他还有一些特别的火成岩,例如浮石、凝灰岩则是 依照他们特殊的texture而分,并非属於上述的分类. 2.Comment on the importance of Bowen's Reaction Series for understanding differentiation processes in cooling magmas. 1922年美国岩石学家N.L.Bowne发表他的研究成果指出：单一岩浆可以产生不同的火成岩 。之後，包温和他的研究夥伴又发现岩浆冷却时，会有不同的矿物产生，他们称此一系列 现象为「反应系列」，此即所谓包温氏反应系列(Bowen's Reaction Series)，岩浆中所 含有的成分，随着温度下降不断结晶产生一系列的矿物，一般熔点较高的矿物较先结晶成 矿物，熔点较低的矿物较後结晶成矿物。 以包温氏反应系列中的同一岩体连续反应系列为例，分析岩体中各个矿物的结晶先後，可 以得到所对应的温度纪录。再配合其他如放射性元素定年法，就可以分析这个岩体由高温 降至低温的变化，获取岩浆上升或喷出的时间与速率等相关讯息，就可建立该岩体的「温 度─时间」变动史。 3.How dose a continuous reaction series differ from a discontinuous series? 连续序列：虽然成份改变了，但其结晶构造不变。(如：长石) 不连续序列：结晶构造与成分都改变。(如：橄榄石→辉石→角闪石→黑云母→石英) 4.What is the main products of"supervolcano"eruption?And its volume?And main damage for human beings? a.浮石、岩石、二氧化碳气体、火山灰、火山涌浪、火山灰云、火山碎屑岩流、泥流。 b.岩浆库顶层1500平方公里 岩浆库：长80公里、宽40公里、深8公里。 (只有透过地震可测得岩浆库的大小->因为震波通过熔岩的速度比通过岩石的速度慢。) c. i.火山灰会遮去视线，影响飞航安全。 ii.火山爆发的高热熔化高山冰雪造成泥流，将大量树干冲下->冲毁家园、大河上船搁浅、湖谷系统泛滥、影响钓鱼季节的物流限制(经济)。 iii.落尘污染水源，空气污染无法呼吸。 iv.地震造成山崩及海啸波。 v.二氧化碳造成树木死亡。 vi.火山灰：宽度只有100微米，会被人吸入肺中，并和肺中的水气结合成水泥般混合物 ，使人被液态混凝土淹死，若掉入人的眼中会失明，火山灰具磨蚀力、渗透力、破 坏力，会造成电气设备短路或阻塞机械，1公厘高的火山灰会使机场关闭，15公分高 的火山灰加雨水能使屋顶坍塌，而20公分高的火山灰亦可压垮屋顶。 vii.全球二氧化硫散布使光线无法射入，造成温度骤降。 -- 湿主,这个问题要问你自己了.... --

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