地球科學系(含 海洋環境科技研究所)

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本系設立的宗旨,首在養成學生具備地球科學五大學術領域–地質學、大氣科學、海洋科學、天文學和地球物理–充分之本職學能;本系的教育目標,則首重致力培養有志從事地球科學之專精人才,以培育優秀之地球科學研究人才和實務工作的專業人才為主軸,並以培養優良的中學地球科學師資為輔。特別是在國內各地球科學相關系所中,本系是唯一同時涵蓋五大地球科學研究領域,並擁有師範大學在科學教育專業基礎的高等學術機構,此為本系之特色。若志在從事中等學校地科教學,本系亦可提供地科教學知能和教育專業知識,充分培育健全之地球科學師資。

在課程上,為營造更優質的學習與研究環境,本系已適度調整原以師資培育目標為主的舊有課程架構,整合各地球科學次領域之基礎課程,降低本系必、選修課程之比例,大幅減少各次領域之必修課程學分,以增加學生在各次領域課程選修之自由度及彈性,進而充分落實各次領域之專業進階課程。此外本系並積極鼓勵學生,實際參與實驗、撰寫論文、從事專題計畫研究等,以豐富其研究經驗,訓練學生使其具備獨立研究之精神與能力。經由選修本系提供之更多進階專業課程,進而厚植學生之理論基礎、充實其專業背景,並強化其選定目標次領域之學術養成和專業訓練;連同充足的研究經驗,本系學生的未來發展,將更具時代性與面對挑戰時的競爭力,進一步達到「博而精、廣而深」的終極目標。近來本系更積極增聘優秀外籍專任師資,以全英語教學方式授課,期能增加學生之國際觀與國際競爭力。

本系在碩、博士班研究所的教育上,採一系多所之架構,除地球科學研究所外,還包括海洋環境科技研究所。本系研究所的研究重點與發展方向,首在地球科學各領域之深耕與研究發展,並加強各次領域間之跨學門合作,以進一步提升本系之學術研究及國際化,並為本系學生的訓練和學習,提供全面全方位的考量,以訓練學生從容面對多變的世界,因應未來的挑戰。

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    季內振盪對臺灣梅雨鋒面的影響
    (2025) 莊愷恩; Chuang, Kai-En
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    人為影響對梅雨極端降雨變化的歸因分析
    (2025) 蘇芳妤; SU, Fang-Yu
    人為因子為氣候變遷的主要作用力,其對於極端降雨天氣系統的影響,為全球暖化趨勢下人們在所關注的議題。本研究利用雲解析風暴模式(CReSS),選擇2012年6月10至12日以及2017年6月2至3日的梅雨鋒面極端降水個案進行模擬和分析。控制實驗(CE)分別使用ECMWF ERA5、NCEP CFSv2、NCEP FNL、NASA Goddard MERRA-2以及JMA JRA-55等五種不同分析(或再分析)資料做為初始與邊界條件進行模擬並比較差異。敏感度實驗(SE)則使用2000-2014年5-6月CMIP6歷史情境模擬和自然情境模擬的差值,估計過去到近代人為因子所累積造成的氣候背景變化,並將其由與控制實驗相同的初始與邊界條件中扣除再進行模擬。由於控制實驗和敏感度實驗之間的差異可視為人為因子影響的強迫造成的影響,因此藉由梅雨鋒面極端降雨及結構等變化,可以分析過去氣候變遷中人為因子的貢獻。研究結果顯示由於鋒面結構與演變複雜,伴隨的降雨亦具有高度的非線性,因此在受人為因子影響的暖化情境下,對於區域降雨量增減的探討,不能僅考慮對流增強,還需考量環境場、鋒面位置變動與對流胞生命期等多重的因素。此外,透過水收支分析,梅雨鋒面個案受到人為因子影響的降水過程中,主要受鋒面影響的北部區域,對流水氣輻合的增強為總降水量的主因;而主要受西南氣流影響的南部區域,總降水量則伴隨著西南氣流的減弱而降低。整體降水增減的特徵出現了較明顯的南北區域差異,也體現了強降雨增強、弱降雨減弱的趨勢。
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    日本南方黑潮大蛇行變動之研究
    (2025) 林星辰; Lin, Xing-Chen
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    臺東鹿野溪下游地熱區古流體溫壓及三維應力場之探討
    (2024) 鄭鈺羲; CHENG, Yu-Shi
    臺灣位於歐亞板塊與菲律賓海板塊交界處,在板塊聚合作用的影響下,地殼持續碰撞、造山及快速掘升,由於火山活動與板塊交互作用,造就國內擁有豐富的地熱資源可供開發使用,地熱發電供電穩定且不易受天候影響,若善加利用不僅對於國內能源自主與多樣化有相當大的幫助,更可以減少我國對石化能源過度依賴的情形,因此臺灣的地熱資源探勘與地熱潛能評估是現今刻不容緩的重要工作之一。臺東縣延平鄉鹿野溪,地處中央山脈東翼的紅葉地區,近年來是國家發展地熱產業的重點區域之一,張郁敬(2022)綜合遙測判釋、地質調查以及裂隙活化趨勢分析之研究結果,研判現地導水裂隙位態以西北-東南方向高傾角為主。經本研究地質調查結果指出,鹿野溪沿岸有相當多溫泉,並且有正斷層構造出露,正斷層多伴隨石英脈發育與熱液流出,這些後期礦脈位態也以西北-東南方向為主,與現地導水裂隙方向一致,因此本研究延續前人結果,以臺東鹿野溪紅葉谷溫泉地區為例,結合礦脈位態與液包體(fluid inclusion)分析對鹿野溪進行地熱開發評估,評估鹿野地區溫度的增減。由於石英脈發育時,二氧化矽流體液壓至少要達到最小正應力,才能將岩體撐開,因此能利用礦脈位態統計進行古應力場評估進而解算其三維應力狀態與生成深度,並以石英脈中纖維狀液包體進行分析,瞭解礦脈形成時的溫度液壓資訊。經野外觀察及室內分析,最後一期西北-東南向礦脈發生於正斷層應力場,石英礦脈形成在地下五公里左右,並且包裹溫度達到407"°C" ,包裹壓力為109MPa,顯示鹿野溪有超額液壓的存在,然而現地鑽井卻沒有井噴的狀況,推測地下有類似蓋層的滲透屏障存在,導致地下儲集層富含高溫過壓流體,受到後期構造活動影響,鹿野地區發展出許多礦脈與斷層,並且形成大量高傾角的西北-東南向開口裂隙群,這些正斷層與裂隙很有機會成為高溫過壓流體通道,綜合液包的溫壓資料以及應力場的重建與評估,以及前人磷灰石與鋯石核飛跡定年資料及井下溫度數據,本研究推測,鹿野溪下游地熱區在未來4.5百萬年內,其地溫梯度仍可維持在47°C/km以上,具有良好的地熱潛力,若能將其地熱資源有效應用於地熱工業的發展,將具備極高的利用價值。
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    機器學習與黑洞影像
    (2024) 谷浚宇; Ku, Chun-Yu
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    臺灣脊樑山脈南部橫貫公路之磁性組構研究與隱示
    (2024) 許寧珊; Hui, Ning-Shan
    臺灣位於歐亞板塊及菲律賓海板塊相互隱沒的交界帶,如此特殊的地體構造使臺灣擁有複雜的地質演化史。其中,脊樑山脈經歷多次且長時間的變動,但其變形歷史尚未釐清,由於磁性組構已可應用於造山帶應變史之研究,因此本研究藉由磁感率異向性實驗解析橫跨脊樑山脈南段的應變特徵,進而探究脊樑山脈的變形歷史。本研究區域位於臺灣南部橫貫公路的東段,由埡口向東至初來,橫跨畢祿山層、太魯閣帶、玉里帶、初來層四個地質單元。野外工作主要為沿線觀察露頭,記錄構造位態並採集定向岩石樣本。室內將定向樣本製備成每邊長2.2公分的正立方體,利用非均向磁感率測磁儀測得樣本的三軸磁感率方向與數值,且將測量所得的磁感率橢球體視作應變橢球使用,建立脊樑山脈南段的東-西向的應變剖面,並配合四種不同磁性礦物鑑定實驗加以確認磁性礦物種類,以評估磁感率橢球體變形是否可反應構造變形。透過磁性礦物的辨認,發現研究區域以順磁性礦物為主,鐵磁性礦物比例較少,其中磁黃鐵礦只分布於板岩區,磁鐵礦分布於板岩區及壽豐剪切帶圍岩處。此外,雖磁黃鐵礦的平均磁感率與異向性可能存在明顯正相關之結果,但鐵磁性礦物於樣本中的含量較少,可推測研究區域的磁感率橢球體變形並非受磁性礦物影響,而是構造變形所致。磁感率研究結果顯示,磁性組構與岩石組構之間位態相互吻合,由西到東,磁性線理傾向由東南向轉為東北方向與西南方向,磁性葉理由向東傾沒轉為向西傾沒,由此磁性組構位態方向特徵性可將研究區域劃分為A-E區段。整個南橫東段剔除高應變區的資料,隨著變形強度由西向東先略升後遞減,磁感率橢球體形狀參數變化,大致顯示A區段由橢球狀至平板狀,D區段由平板狀至橢球似雪茄狀,其餘B、C及E區段以平板狀為主。將Flinn diagram與T-Pj路徑演化圖結合觀察發現,隨著由西到東,因應力場改變使得K1軸轉換方向,且變形路徑於A-C-D區段不同。A區域的橢球形狀處於橢球偏平板狀並K1軸方向指向東南方,到C區域時變形強度較A區域略高,橢球形狀為平板狀並K1軸方向轉為東北-西南方向,最後至D區域時變形強度低於C區域,橢球形狀由平板狀變至橢球狀並K1軸方向指向東北-西南方向。綜合以上結果,磁感率橢球體的變形實驗可以提供南橫區域的變形演化歷程的資料。推測由板塊碰撞開始,形成第一期褶皺,並於最西側的A區域保留此期的構造資料,向東傾沒的劈理及東南方向的線理。之後弧陸碰撞加入造山,改變應力場形成第二期褶皺,於東側片岩區形成向西傾沒的劈理,並因南向側向擠壓於C及D區域產生東北-西南方向的線理,如此南橫區域才有現今的地質變形現象。