112 年 國立中正大學地球與環境科學系碩士班《普通地質學》

本題為基礎名詞解釋題，旨在測驗考生對普通地質學核心概念的掌握程度。

(1) Geology
Geology is the scientific study of the Earth, its structure, materials, history, and the processes that act upon it. It encompasses a wide range of disciplines, including the study of rocks, minerals, landforms, earthquakes, volcanoes, and the Earth's internal structure.
【答案】地質學是研究地球的科學，包括其結構、物質組成、演化歷史以及作用於其上的各種過程。

(2) Plate tectonics
Plate tectonics is a scientific theory describing the large-scale motion of seven large plates and the movements of a number of smaller plates of the Earth's lithosphere, over the last several hundred million years. The theory explains the distribution of earthquakes and volcanoes, the formation of mountains, and the movement of continents.
【答案】板塊構造學說是描述地球岩石圈（lithosphere）大型板塊運動的科學理論。此理論解釋了地震、火山活動、山脈形成及大陸漂移等現象的分布。

(3) Hydrology
Hydrology is the scientific study of the movement, distribution, and management of water on Earth and other planets, including the water cycle, water resources, and environmental watershed sustainability.
【答案】水文學是研究地球上（或其他行星）水的運動、分布及管理的科學，涵蓋水循環、水資源及流域永續性等。

本題旨在探討地質學中兩種重要的研究範式：「現今是鑰匙」與「過去是鑰匙」，並要求考生舉例說明。這兩種觀點是理解地球系統演化的核心。

「現今是鑰匙」（The present is the key to the past）觀點強調，透過研究當代正在發生的地質作用和地貌形成過程，可以推斷過去類似的過程和現象。這是一種「均變論」（Uniformitarianism）的核心思想，即「現在是過去的鑰匙」。

例如：

1. 河流侵蝕與沉積： 我們觀察現今河流如何切割峽谷、搬運沉積物並在下游堆積，就可以推斷古代河流（例如在沉積岩中發現的古河道、砂岩中的交錯層理）是如何形成這些地貌和沉積構造的。
2. 火山作用： 研究現今活動的火山，例如熔岩流的性質、火山碎屑物的噴發方式、火山錐的形成過程，可以幫助我們理解古代火山（例如在古老火山岩中發現的熔岩流、火山口遺址）的形成機制。
3. 風蝕與風積： 觀察現代沙漠地區風如何侵蝕岩石（風蝕蘑菇）和搬運、堆積沙粒（沙丘），可以解釋古代沙漠環境中形成的風成砂岩（如交錯層理發達的砂岩）的成因。
4. 海岸侵蝕與沉積： 研究現今海岸線的侵蝕、海灘的形成、海蝕洞的發展，可以幫助解釋古代海岸沉積物（如砂濱沉積、潮汐沉積）的成因。

「過去是鑰匙」（The past is the key to the present）觀點則強調，透過研究過去的地質記錄（如岩石、化石、地層），可以理解現今地球系統為何會呈現目前的狀態，以及

本題考查白堊紀末期恐龍滅絕的成因，這是古生物學和地質學中的經典問題。滅絕原因通常被認為是多重因素疊加的結果。

恐龍滅絕（約發生在 6600 萬年前的白堊紀-古近紀界線，K-Pg extinction event）最廣泛被接受的理論是「衝擊理論」（Impact Theory），由 Walter Alvarez 等人在 1980 年提出，並得到大量證據支持。

主要原因（衝擊理論）：

1. 小行星撞擊： 位於墨西哥尤卡坦半島的希克蘇魯伯（Chicxulub）隕石坑，直徑約 180 公里，被認為是這次撞擊事件的地點。撞擊釋放出巨大的能量，引發了全球性的災難。
   • 直接衝擊效應： 撞擊點附近的生物瞬間被毀滅。
   • 衝擊波與熱輻射： 產生的衝擊波和高溫熱輻射，可能在全球範圍內引發大規模森林火災。
   • 海嘯： 撞擊海洋，引發巨大的海嘯，席捲海岸線。
   • 地震： 引發全球範圍內的強烈地震。
2. 撞擊引發的環境災難：
   • 塵埃與煙霧遮蔽陽光： 撞擊將大量塵埃、煙灰和氣溶膠拋入大氣層，長時間（數月至數年）遮蔽了陽光。
   • 全球性「撞擊冬天」（Impact Winter）： 陽光被遮蔽導致全球氣溫急劇下降，植物無法進行光合作用，生態系統的基礎崩潰。
   • 酸雨： 撞擊釋放的硫化物與水蒸氣結合，形成強酸雨，進一步破壞陸地和海洋生態。

本題為綜合題，要求考生結合地形圖和地質圖，推斷嘉義地區（番路、中埔、觸口一帶，八掌溪流經）自更新世早期以來的地質歷史。這需要考生具備地形學、地質圖判讀、構造地質學以及沉積學等知識。由於原卷未提供圖片，此處僅能提供解題思路與可能的地質歷史推論，實際作答需依賴圖資。

解題步驟與思路：

1. 地質圖判讀：

   • 辨識岩層年代： 仔細閱讀地質圖上的圖例，了解各岩層的年代。更新世（Pleistocene）是關鍵時間範圍，需關注更新世早期、中期、晚期的沉積岩或火成岩。
   • 辨識岩性： 了解不同岩層的岩性（如砂岩、泥岩、礫岩、安山岩等），這與其形成環境和物理性質有關。
   • 辨識地質構造： 尋找斷層（faults）、褶皺（folds）、岩脈（dikes）等構造。構造的分布和走向能揭示地殼受力情況及其演化。

2. 地形圖判讀：

   • 辨識等高線： 理解等高線的意義，判斷地形的起伏、坡度、河流的流向和侵蝕程度。
   • 辨識地貌特徵： 尋找河谷、階地（terraces）、山脊、盆地、沖積扇等。河流切割的深度和河流階地的發育程度是判斷地殼運動（如隆升）和沉積速率的重要指標。

3. 結合地形與地質圖：

   • 河流與地質的關係： 八掌溪的流路是否受地質構造（如斷層、較堅硬岩層）的控制？河流的下切深度與兩岸岩層的抗侵蝕性有何關聯？
   • 地層的傾斜與走向： 地質圖顯示的地層傾角和走向，結合地形圖上的高程變化，可以推斷地層的立體空間展佈。
   • 構造與地貌的關係： 斷層是否造成地形上的錯動（如斷層崖、斷層谷）？褶皺軸部是否形成背斜山或向斜谷？

4. 推論地質歷史（自更新世早期至今）：

   • 更新世早期 (Early Pleistocene, 約 2.58 Ma - 0.77 Ma)：

     • 沉積環境： 根據地質圖上更新世早期岩層的岩性，推測當時的沉積環境。例如，若為廣泛的砂礫岩，可能表示當時該地區處於河流、沖積扇或淺海環境。
     • 構造活動： 是否有大規模的斷層活動或火山活動？這些活動如何影響了沉積盆地的形成和演化？
     • 地殼運動： 是否有初步的隆升或沉降？這可能由區域性的構造應力場決定。

   • 更新世中期至晚期 (Middle to Late Pleistocene, 約 0.77 Ma - 0.012 Ma)：

     • 河流系統的發育： 八掌溪及其支流在此期間如何發育？河流的侵蝕能力如何變化？