Investigating the Earth 第12講 地球的奧秘 Investigating the Earth 國立臺灣大學地質系 宋聖榮教授 【本著作除另有註明外，採取創用CC「姓名標示－非商業性－相同方式分享」台灣3.0版授權釋出】

週數：1 上課內容：課程簡介 週數：2 上課內容：星球的誕生 週數：3 上課內容：固體地球的演化 週數：4 上課內容：地體構造與地殼變動 週數：5 上課內容：大氣的形成與演化 週數：6 上課內容：海洋環境與氣候 週數：7 上課內容：生物的起源和滅絕 週數：8 上課內容：火山活動 週數：9 上課內容：台灣的火山 週數：10 上課內容：期中考 週數：11 上課內容：地震與海嘯 週數：12 上課內容：台灣的地震 週數：13 上課內容：地表作用 週數：14 上課內容：地質資源 週數：15 上課內容：地質災害 週數：16 上課內容：環境變遷 週數：17 上課內容：端午節放假 週數：18 上課內容：期末考 LECTURE 12 地表作用

地表作用 熱、風、水 地下水 人類活動 降雪 逕流 地表作用 湖 火山氣體與微粒 雲 冰 風 降雨 冰與海交互作用 大氣與冰交互作用 大氣與地表交互作用 大氣與海交互作用 臺灣大學 宋聖榮 熱、風、水

Mars Surface Processes - Wind Fields of sand dunes NASA http://apod.nasa.gov/apod/ap010226.html Source: NASA JPL MSSS NASA

Mars Surface Processes - Water Water channels seen across the surface Wiki-NASA http://en.wikipedia.org/wiki/File:Mars_Valles_Marineris.jpeg

地表地形的成因 地層構造 地球上各種內、外營力共同作用 時間 岩層種類、岩層排列 內營力：地球內部熱能所驅動的火山活動或造山運動，形成火山和其他山脈→地勢突起 外營力：地球表面的風化作用、侵蝕作用與流水的侵蝕、搬運、沉積作用→削平地勢→地勢平坦化 時間

內營力 引起地殼變動與火山活動 強烈地殼變動常隨火山活動、褶曲、斷層作用(岩層構造) 活動結果經常構成地表原始地貌 例如台灣島的形成 ＊定義：能量主要來自地球內部 引起地殼變動與火山活動 強烈地殼變動常隨火山活動、褶曲、斷層作用(岩層構造) 活動結果經常構成地表原始地貌 例如台灣島的形成

褶曲 定義：水平的沉積岩受到擠壓，形成波浪狀彎曲 向斜→褶曲結構的兩翼，其坡向相向者 背斜→褶曲結構的兩翼，其坡向相反者 Wiki-Brews ohare http://en.wikipedia.org/wiki/File:Flank_%26_hinge.PNG 臺灣大學 宋聖榮 Wiki Brews ohare

斷層 ＊定義：岩層受到壓力斷裂，使斷裂面兩側發生變位 正斷層→受張力形成，上盤沿著斷層面向下移動 逆斷層→受壓力形成，上盤沿著斷層面向上移動 平移斷層→沿著斷層面，成水平移動 臺灣大學 宋聖榮

臺灣大學 宋聖榮

斷層地形 地壘(Horst) 地塹(Graben) ˙由中心向兩側擴張的力量 ˙由兩側向中心擠壓的力量 ˙中央部分岩層因斷裂相對向上隆起 ˙如天山山脈斷層崖 ˙斷層斷裂面，可能形成斷層崖 地塹(Graben) ˙由中心向兩側擴張的力量 ˙中央部分岩層因斷裂相對向下陷落 ˙如東非大地塹 Wiki-USGS http://en.wikipedia.org/wiki/File:Fault-Horst-Graben.svg

外營力 ＊定義：能量來自太陽的輻射，透過空氣和水的媒介作用於地表 風化作用→包含物理風化、化學風化 崩壞作用→風化物受重力、水力而沿 坡滑移 侵蝕作用→藉空氣、水將風化物移走 使高地蝕低 堆積作用→使低地變高

雕塑地貌的最主要外營力：流水 流水的來源：降水 降水 蒸發→水蒸氣→雲、霧 滲透→地下水 流水→高向低→侵蝕、搬運、沉積 臺灣大學 宋聖榮

河流(stream) 水源 河流變遷 侵蝕與沉積 運輸媒介 雨水、雪水、地下水、冰川 地殼與海水面升降 河道與流量的動態變化 影響地形地貌變遷 運輸媒介 將水、沉積物與溶解物質從陸地運送到海洋

河流的侵蝕作用 河流的向下侵蝕、河流的向側侵蝕、河流的向源侵蝕 河流的搬運作用 上游河流沖擊力很大，常將崖壁的岩石或泥土沖刷下來，這些石塊及泥土，伴隨河流流動，這就是搬運作用。 河流的沉積作用 當河床坡度變緩，河川流水速度便慢時使得河川的搬運力減弱。此時溪中的小石子或砂，便會選擇一河床停駐不前，一直要等雨季來臨時，流水量變大時，才會被帶往下游去，否則他們就會長久停在那裡，這種現象就叫做河流的沉積作用。

河道的平衡 河流 侵蝕→向下、向源、向側→搬運 沉積→沖積平原、三角洲 海平面→最終侵蝕基準面 下游 中游 上游 臺灣大學 宋聖榮

上游的地貌 交錯山咀 河流隨山勢左右彎曲。 垂直侵蝕加深河道，河道兩旁的山咀看似凸起，互相交錯。 垂直侵蝕較 測蝕 快。 臺灣大學 宋聖榮 峽谷 垂直侵蝕較 測蝕 快。 形成河谷特別狹窄及兩旁山谷十分陡斜的V型谷，亦即峽谷。 臺灣大學 宋聖榮

水力作用和磨蝕作用會較快侵蝕抗蝕力較弱的岩石造成抗蝕力較弱的岩石河床因而下降。使得河床形成階梯狀。當河水流經階梯，水流湍急，形成急流。 抗蝕力弱 抗蝕力強 抗蝕力強 抗蝕力弱 臺灣大學 宋聖榮 水力作用和磨蝕作用會較快侵蝕抗蝕力較弱的岩石造成抗蝕力較弱的岩石河床因而下降。使得河床形成階梯狀。當河水流經階梯，水流湍急，形成急流。 瀑布 抗蝕力強 抗蝕力強 抗蝕力弱 抗蝕力弱 臺灣大學 宋聖榮 抗蝕力較弱的岩石因河流的垂直侵蝕，使下段階梯變得陡直。河水垂直向下傾瀉，形成瀑布。

3. 河水沖擊瀑布底下抗蝕力弱的岩石，使底部下蝕，形成深潭，稱為跌水潭。 抗蝕力強 抗蝕力強 抗蝕力弱 臺灣大學 宋聖榮 瀑布的下跌水流急勁，產生水利作用。 2. 岩屑夾雜在河水中，產生磨蝕作用。 3. 河水沖擊瀑布底下抗蝕力弱的岩石，使底部下蝕，形成深潭，稱為跌水潭。 由於上游水流湍急，石礫和卵石在河床上如旋渦轉挖，產生磨蝕作用。 2. 卵石在河床上環迴旋轉，把河床鑽挖成一個個 洞穴，稱為壺穴。 壺穴 臺灣大學 宋聖榮

河川襲奪 ＊定義：相鄰兩河，低水位者向源侵蝕最後襲奪高水位河川的河水 襲奪河→低水位者 改向河→高水位者的上游 斷頭河→高水位者的下游 特徵：搶水灣→近乎直角之不自然彎曲

河川襲奪示意圖 河川襲奪前 河川襲奪後 Wiki Casito Wiki-Casito. http://zh.wikipedia.org/wiki/File:Stream_capture.png 河川襲奪後 Wiki Casito

中游的地貌 1.河岸外側水流較急，側蝕 強烈。 2. 外則山咀後退，變得陡峭，形成 河流陡岸。 沉積 臺灣大學 宋聖榮 1.河岸外側水流較急，側蝕 強烈。 2. 外則山咀後退，變得陡峭，形成 河流陡岸。 3.河岸內側水流較慢，搬運物沿內側河岸沉積，產生沉積 作用。 4. 平緩的斜坡在河岸內側慢慢形成，稱為沖積坡。

河蝕河積共同作用~曲流 因地面傾斜程度、岩層軟硬不同→河道彎曲 河道彎曲處，兩側水流能量不一 凹岸→水流較急、侵蝕較強，使河道向後退 凸岸→水流較緩、堆積較盛，使河床平淺 彎曲度增大，切穿曲流頸，截直河道 → 曲流截斷，行成牛軛湖 堆積部 侵蝕部 臺灣大學 宋聖榮

Wiki-NASA/GSFC/METI/ERSDAC/JAROS, and the U. S Wiki-NASA/GSFC/METI/ERSDAC/JAROS, and the U.S./Japan ASTER Science Team http://en.wikipedia.org/wiki/File:SonghuaRiver_ASTER_20020401.jpg NASA Satellite photo of the w:Songhua River, just west of Haerbin, northeast China.

山嘴後退 1. 側蝕會沖蝕河谷兩岸的山咀，令山嘴後退。 2. 河流陡岸在河谷兩岸連成一線，變成陡崖。 河岸外側因侵蝕作用而變陡 河岸內側則產生堆積 臺灣大學 宋聖榮 1. 側蝕會沖蝕河谷兩岸的山咀，令山嘴後退。 2. 河流陡岸在河谷兩岸連成一線，變成陡崖。

沖積扇 河川出了山谷，流速突然地減慢，河水無法攜帶較大顆粒的泥沙。 因此較重的沈積物會大量的沈積下來，形成扇形的沖積扇地形。 NASA Wiki-NASA http://en.wikipedia.org/wiki/File:Alluvial_fan,_Taklimakan_Desert,_XinJiang_Province,_China,_NASA,_ASTER.jpg Wiki-Wilson44691 http://en.wikipedia.org/wiki/File:AlluvialFanLakeLouiseBC.jpg NASA

下游的地貌 氾濫平原 水流流速下降時，搬運物沉積，造成河道淤積。 2. 河水水位超越河岸，河水溢出，造成 氾濫。 岩盤 氾濫平原 氾濫時河水溢出河道 形成氾濫平原 臺灣大學 宋聖榮 水流流速下降時，搬運物沉積，造成河道淤積。 2. 河水水位超越河岸，河水溢出，造成 氾濫。 3. 氾濫不斷發生，沉積物堆積在河岸兩旁，成為廣闊的平原，稱為氾濫平原。

天然堤和延長支流 天然堤 河水溢出時，較重和粗糙的搬運物沉積在河道兩旁。 2. 河道兩旁出現高出平原的河堤，稱為天然堤。 氾濫時河水溢出河道同時把沉積物帶到河岸兩旁造成淤積 延長支流 岩盤 岩盤 臺灣大學 宋聖榮 河水溢出時，較重和粗糙的搬運物沉積在河道兩旁。 2. 河道兩旁出現高出平原的河堤，稱為天然堤。 3. 支流被天然堤阻隔，不能匯合幹流，只能以平行幹流的方向流動。 4. 支流穿過天然堤，與幹流聚合。這些支流稱為延長支流。

牛軛湖 曲流因側蝕 而變得愈來愈蜿蜒，河岸之間的土地成為曲流的頸部。 2. 河流氾濫時，河水越過頸部，形成新河道。 侵蝕 堆積 堆積 堆積 侵蝕 侵蝕 侵蝕 侵蝕 臺灣大學 宋聖榮 曲流因側蝕 而變得愈來愈蜿蜒，河岸之間的土地成為曲流的頸部。 2. 河流氾濫時，河水越過頸部，形成新河道。 3. 沉積物在新河道旁堆積，堵塞頸部的水道，形成斷流，曲流變成牛軛湖。

三角洲 沉積物與海水混合，變重並帶黏性，逐層堆積在河口。 沉積物形成平緩的泥灘，伸延出大海，形成三角洲。 Wiki Xue Bai Wiki- http://en.wikipedia.org/wiki/File:Mississippi_Delta_Lobes.jpg Wiki-Xue Bai http://en.wikipedia.org/wiki/File:Lower_Mississippi_River_landloss_over_time_.jpg 沉積物與海水混合，變重並帶黏性，逐層堆積在河口。 沉積物形成平緩的泥灘，伸延出大海，形成三角洲。 3. 河流在三角洲上分裂成多條較細少的河道，稱為分流。 4. 沉積物把部分河水圍住，形成 瀉湖。

沖積扇三角洲 臺灣大學 宋聖榮

河蝕河積共同作用-河階 ＊定義：河水在舊堆積面重新下切，形成新的河床，使原有的舊河床成為高出兩岸的階地 因流量增大、搬運物減少、地盤上升等作用→下蝕作用增強 侵蝕基準再度下降，又會出現新的河階 多次的下切作用，造成多層的河階地形

河階示意圖 Wiki Cristellaria Wiki-Cristellaria http://en.wikipedia.org/wiki/File:FluvialTerraces2.jpg Hypothetical valley cross-section illustrating a complex sequence of aggradational (fill) and degradational (cut and strath) fluvial terraces. Note ct = cut terrace, ft = fill terrace, ft(b) = buried fill terrace, fp = active floodplain, and st = strath terrace

風化作用 ＊定義：地表岩石受空氣、水、生物影響而在原地崩解或分解，使原本堅硬的岩石軟化，變成疏鬆的岩屑 物理風化→物理結構發生改變 化學風化→化學成分發生改變 二者常同時進行 風化作用有助於其他營力的進行

物理風化 ★又稱崩解作用，岩石沒有顯著的化學成份改變，但使物體的顆粒先失去結合力，由大塊岩石碎成細粒 盛行地區：乾燥地區、寒帶地區 熱脹冷縮→如鱗剝作用 凍融作用→寒帶或高山地區 生物性風化作用→植物根部、螞蟻、蚯蚓等

龍騰版高中地理課本 http://210.71.56.6/ftproot/socialweb/geography/dixingxue/fenghua1.htm 龍騰版高中地理課本 http://210.71.56.6/ftproot/socialweb/geography/dixingxue/fenghua1.htm 本作品由『龍騰文化』授權本課程：『地球的奧秘』使用，本資料庫無再授權他人使用之權利，您如需利用本作品，請另行向權利人取得授權。

龍騰版高中地理課本 http://210.71.56.6/ftproot/socialweb/geography/dixingxue/fenghua1.htm 龍騰版高中地理課本 本作品由『龍騰文化』授權本課程：『地球的奧秘』使用，本資料庫無再授權他人使用之權利，您如需利用本作品，請另行向權利人取得授權。

生物風化 臺灣大學 宋聖榮

化學風化 ★又稱分解作用，使岩石分解，使它們的化學成份發生變化 氧化作用→岩石中的礦物與氧結合 溶蝕作用→石灰岩地區 ＊盛行地區：高溫多雨的氣候區較盛行 氧化作用→岩石中的礦物與氧結合 溶蝕作用→石灰岩地區

石灰岩的殘丘及岩溝 A limestone formation in the Waitomo District of New Zealand Wiki http://en.wikipedia.org/wiki/File:Limestone_Formation_In_Waitomo.jpg A limestone formation in the Waitomo District of New Zealand

崩壞作用 ＊依移動速度分類 ★風化物質受重力和水力作用，向下滑移 ＊容易發生崩壞的條件 坡度陡 暴雨多 風化物質豐富 水土保持不良 潛移：移動緩慢，過程不易察覺→ 　　　從樹木等地物彎曲可找到跡象 山崩、土石流：移動急速，常造成災害

侵蝕作用 ★藉由空氣、水等媒介物將風化物質移走，使地表型態改變 ＊侵蝕營力：雨水、河流、海浪、冰河、風等 不同營力對地表造成不同影響 同一種侵蝕營力作用在不同岩層構造上， 結果也不同

堆積作用 ＊定義：侵蝕作用使風化物質移走，當搬運力量減弱，所搬運物質便發生堆積 ＊侵蝕作用與堆積作用： 侵蝕與堆積作用從不間斷 使地表型態高處者逐漸削平，低處逐漸填高 地表逐漸趨於平坦

侵蝕帶 堆積帶 臺灣大學 宋聖榮

台灣的山川 台灣島上升〈內營力〉 板塊擠壓→台灣島上升→每年5公厘 台灣島地貌變化〈外營力〉 地表風化、侵蝕等作用劇烈 內、外營力交互作用，達成平衡的結果 阿爾卑斯山脈的地表作用

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作品 授權條件 來源/作者 臺灣大學 宋聖榮 NASA http://apod.nasa.gov/apod/fap/image/0102/marsdunes_mgs_big.gif 2011.12.16 visited Wiki NASA http://en.wikipedia.org/wiki/File:Mars_Valles_Marineris.jpeg Wiki Brews ohare http://en.wikipedia.org/wiki/File:Flank_%26_hinge.PNG

作品 授權條件 來源/作者 臺灣大學 宋聖榮 Wiki USGS http://en.wikipedia.org/wiki/File:Fault-Horst-Graben.svg 2011.12.16 visited

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作品 授權條件 來源/作者 臺灣大學 宋聖榮 NASA/GSFC/METI/ERSDAC/JAROS, and the U.S./Japan ASTER Science Team http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=6139 2011.12.23 visited Wiki NASA http://en.wikipedia.org/wiki/File:Alluvial_fan,_Taklimakan_Desert,_XinJiang_Province,_China,_NASA,_ASTER.jpg 2011.12.24 visited Wiki Wilson44691 http://en.wikipedia.org/wiki/File:AlluvialFanLakeLouiseBC.jpg

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作品 授權條件 來源/作者 施添福總編(2004)。高級中學地理1。臺北：龍騰文化 本作品由『龍騰文化』授權本課程：『地球的奧秘』使用，本資料庫無再授權他人使用之權利，您如需利用本作品，請另行向權利人取得授權。 臺灣大學 宋聖榮 Wiki user: Ingolfson http://en.wikipedia.org/wiki/File:Limestone_Formation_In_Waitomo.jpg 2011.12.23