世界上最深的「洞」在哪裡?

最近更新日期:2009-05-08 | 245 次瀏覽 |

舊蘇聯時代曾經在接近北極圈附近的果樹半島(Kola Peninsula,位置靠近今日芬蘭與俄羅斯的國界)進行一個全世界最深的鑽井計畫,整個鑽井計畫始於1962年,由當時蘇聯科學家選定了開挖的位址,最初的目的包括:

  • 探勘波羅的地塊下方含鎳礦的太古代與原古代地層;
  • 研究地震波速不連續(上部地殼與下部地殼間)位置的物理狀態、化學組成與地質特性(包括溫度與液體在地殼中的特徵);
  • 增進地球探測的技術,並改進對地震波速變化的解釋能力。

真正開挖的時間是1970年5月,原本預計挖掘15公里深,以達到上部地殼與下部地殼的交界處,在歷時十餘年的開挖之後,整個開鑿工程在1989年結束,深度達到12.262公里深。
其中一些重要的發現包括地殼的組成並不如我們原先以地震波速所推估的成分,例如原本以地震波觀測發現在地底下七公里深應該出現高速的地層分布,但是實際鑽探之後發現仍然只是花岡岩與片麻岩的組成;而地溫梯度也遠遠高於原本的預期,導致鑽具無法達到原本預期的深度。這口井後期的研究探測工作已經由一個國際鑽探組織ICDP(International Continental Scientific Drilling Program)接手。雖然這似乎已經是上一個時代的故事了,不過這口井迄今仍然是全世界最深的一口井。

世界上最深的「洞」

世界上最深的「洞」


地球分層構造研究的演進

最近更新日期:2009-05-08 | 564 次瀏覽 |

最早利用地震波速在地球內部不同深度有突然變化的現象,而提出地球為層狀構造的理論,可以追朔到1940-1942年,由Bullen所提出的地球構造模型(下圖)。他根據P波與S波在地球內部的傳播速度,將地球內部分成A到G共七層(Model A),這個分層方式大部分被沿用到了今天,不過當時進一步要將這個速度構造配合已知的地球質量與轉動慣量,企圖求得地球內部密度分佈的時候,卻出現不只一種可能的結果,而無法利用現有資料確定究竟是哪一個密度模型才是對的。

Model A 與 PREM 的比較

Model A 與 PREM 的比較

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地殼與地函的分界 – 地表附近的地震波速度變化

最近更新日期:2009-05-08 | 316 次瀏覽 |

地殼與地函的分界位在地表附近數公里到數十公里深的位置,可是課本上所提供的地震波速度隨深度變化圖通常都是整個地球,地表附近的地震波速度根本看不出來,也不知道沒有地表附近的地震波速度變化圖的老師該怎麼上課,學生該怎麼想像?

地表附近的地震波速度變化(詳細說明請參閱文字內容)

地表附近的地震波速度變化(詳細說明請參閱文字內容)

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平流層的溫度變化與臭氧

最近更新日期:2009-05-06 | 291 次瀏覽 |

我們都知道平流層的氣溫隨高度而增加,主要是受到平流層中臭氧吸收太陽輻射紫外線而加熱周圍空氣所導致。但教科書上總是寫說,「平流層臭氧密度最高的位置在25公里左右」,而平流層頂(氣溫最高)的位置卻是將近50公里高。究竟為什麼臭氧濃度最高的地方,卻不是平流層溫度最高的地方呢?

氣溫與臭氧含量隨高度的變化(紅線代表氣溫,藍線代表臭氧含量)

氣溫與臭氧含量隨高度的變化(紅線代表氣溫,藍線代表臭氧含量)

資料來源:http://www.ozoneunit.gov.mk/eng/ozon2.html

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對流層(對流層頂)高度隨緯度的分佈

最近更新日期:2009-05-06 | 544 次瀏覽 |

對流層(對流層頂)的高度隨季節及緯度不同會有所變化(如下圖一),其中赤道地區對流層頂的高度大約在16到17公里之間,兩極地區最低則是在7到8公里左右。而季節造成對流層頂高度的影響,則只有在南極地區比較明顯。

對流層頂高度隨緯度及月份不同的變化(縱座標:緯度,橫座標:月份,圖中數字代表對流層的高度:公里)

對流層頂高度隨緯度及月份不同的變化(縱座標:緯度,橫座標:月份,圖中數字代表對流層的高度:公里)

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即時海水表面流動數據(Ocean Surface Currents Analyses – Real time, OSCAR)

最近更新日期:2009-05-06 | 149 次瀏覽 |

利用NASA衛星高度計與散射儀的觀測結果所推算的海水表面流動即時資料(接近即時),可以立刻線上顯示海水流動的方向、速度及海水表面溫度,是學習海水表面洋流非常直覺的工具。

即時世界洋流資料(點選圖片可進入該網站)

即時世界洋流資料(點選圖片可進入該網站)


網址:http://www.oscar.noaa.gov/

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受保護的文章:科學人雜誌電子版使用介紹(清水高中校內使用)

最近更新日期:2009-05-05 | 142 次瀏覽 |

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科學人雜誌電子版使用介紹(清水高中校內使用)

最近更新日期:2009-05-05 | 762 次瀏覽 |

本校這學期購買了科學人雜誌電子版的使用權,目前購買了2008及2009兩年份(2009年新購買了2006-2007年份),2008已經全部上線,2009會陸續更新(電子版比紙本慢三個月上線),只要是在清水高中校內網路的範圍都可以連結到資料庫的網頁(網址:http://192.168.1.7/sa/)。近期內有可能會完整購買所有舊的雜誌,敬請期待!

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飛機飛在平流層? 不要再相信沒有根據的傳說了!

最近更新日期:2009-05-05 | 1,858 次瀏覽 |

對流層的高度平均約為12公里,飛機(一般長程航線的民航機)飛行的高度約在10.5-10.7公里左右。也就是說,飛機飛行的高度大致是在對流層的範圍內!

對流層與對流層頂(troposphere為對流層,tropopause為對流層頂)

對流層與對流層頂(troposphere為對流層,tropopause為對流層頂)

資料來源:The COMET program

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基礎地球科學 – 第四章「大氣與海洋的變動」

最近更新日期:2009-05-02 | 319 次瀏覽 |

課程(考試)重點(95暫綱課程綱要)

了解蒸發與凝結的過程及在大氣中發生的條件。
了解高、低氣壓系統與風向、風速、大氣垂直運動的關係,及其與天氣變化的關係。
知道洋流(風成流)的成因,並知道洋流對環境的影響。
知道波浪的特性。
知道潮汐的成因與週期,以及潮汐對海岸環境的影響。

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