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第22期出刊日:2015.01.08

地質系日本野外地質考察

 
徐澔德、陳承鴻、蔡原閔
國立台灣大學地質科學系

9月26日 (台灣桃園機場->日本東京成田機場->仙台)
  台灣大學地質系師生於9/26號搭乘全日空航空抵達東京成田機場,隨後轉乘機場快線前往東京車站,於16:10分搭乘東北新幹線前往仙台市。在入住飯店之後,於晚上8:00在飯店會議室展開了第一次的學生行前成果驗收會議,並由太田陽子教授主持並且說明本次10天野外大致的行程和需要了解的地質構造,更進一步請學生上台報告其暑假資料整理與野外地點背景,並且釐清不清楚的觀念。

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準備前往日本

9月27日 (山形盆地、新庄盆地、庄內平野、鳥海火山)
  
搭乘東北大學理學院的小型巴士,並與東北大學的今泉俊文老師及岡田真介老師碰面。今泉俊文教授開始帶領我們大致了解整個東北地區的地形樣貌。
  一開始我們先經過了山形盆地,了解東北地區很多山間盆地大多都是因為斷層作用所造成的。像我們一開始抵達山形縣的山形盆地,就是由西側的村山逆斷層所造成的。之後陸續觀察到一連串向東的逆斷層,高森山斷層、湯野澤斷層的一些地表證據。休息一陣子之後,我們前往下一個地點觀察AT Tephra,大致可以了解這個地層的形成年代。
  午餐時間過後,我們抵達長澤,進入了新庄盆地,經過了小國川最高的河階,從高處我們大概可以了解新庄盆地主要是因為連續向西的逆斷層所造成,依序為經壇原斷層、舟形斷層、長者原斷層。當天最後的時間,我們前往鳥海火山的眺海之森看附近庄內平野的斷層構造,並且觀看OIK Tephra。晚上入住酒田INN,於晚上8:00又舉行了一次野外會議,讓學生彼此討論今天所看到的地表地形形成機制與Tephra對於日本地質定年的重要性。

9月28日 (象潟潟湖、鳥海火山)
  早上九點抵達今日的第一個地點,當山丘陵,觀看因為季風吹拂造成的沙丘,並且探討為什麼在日本海這側,為何有這麼高聳的風成沙丘。10點半左右,我們抵達了鳥海山上的太平山莊,觀看這個這高聳的階地如何形成?初步討論應為火山形成時造成的。在鳥海山上,遠眺整個日本海,並且可以很清晰的看到整個象潟,我們花了點時間,描繪整個俯視圖,想要了解什麼樣的應力造成整個潟湖抬升。
  午餐過後,我們一行人前往象潟潟湖被抬升而成的農地,站在農地中央,去觀察農地中各個小島的階地,去了解抬升的證據要如何判別,甚至可以觀察到這裡至少有兩次大規模的抬升。從這些細部的觀察,讓學生了解到,海階的抬升會有怎樣的階面型態。晚餐,前往溫泉飯店體驗日本泡溫泉的文化。

9月29日 (北上盆地、橫手盆地、中尊寺)
  
早上8點出發,從仙台西北側進入橫手盆地東緣的千屋斷層與太田斷層,主要的目的是想觀察斷層所造成的地貌特徵。約半小時過後抵達今天第一個觀察點,千屋斷層。第一個停駐站─丈木公園,最主要是要讓大家觀察1896年陸羽地震(千屋斷層活動)在地表所產生的地形隆起現象。跟著東北大學老師從公園地基的抬升到下溪谷尋找1896年地震的斷層交界帶,原以為因為溪水高漲而看不到漂亮的露頭,結果涉水到對岸清除露頭上面的植被之後,斷層碎屑岩和原有河床的沈積物被斷層拉扯過的交界面清楚的呈現在我們眼前,並且從而得知,有幾次的斷層抬升作用,地層就應該保留相當次數的礫石層。
  觀察完第一個點後,我們前往千屋斷層的槽溝位置,因為當地政府沒有太多的資源可以設立館藏維護,只能用帆布擋住開挖後尚留下的唯一槽溝。千屋斷層是1896年陸羽地震的發震構造,其特別的是斷層線在地表並非為一連續的線段,而有跳躍(jump)的現象。這主要是由於斷層錯動至接近地表時,會因為地表沉積物的厚度、軟硬度的關係而影響破裂的位置,才會造成這種現象。雖然大家沒辦法看到槽溝的原始模樣,但是在今泉俊文老師以縮小比例尺的方式,做了一個當時槽溝開挖後的現地模型(保存在千畑町鄉土資料館),讓我們了解槽溝開挖出來的狀況。這些資料顯示,太田斷層為千屋斷層往北延伸的斷層,在與千屋斷層連接之間,又出現了另外一條近似東西向的斷層以相互連接。

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依序為:左、丈木公園溪谷剖面;中、羽狀構造;右、千屋斷層槽溝紀念碑

9月30日 (東北大學、青葉城址、錦町公園、榴岡公園)
上午我們來到理學部自然標本館參觀,館內的館藏相當的多,包括自然的地球歷史(岩石、化石、火山噴發物、礦物)和人文歷史(地圖、人類骨骼和古錢幣),經由東北大學的助教講解下,大致了解整個博物館的設計概念和較特別的館藏。下午我們繼續搭乘東北大學的小巴士,探索仙台市的斷層分布。岡田老師帶我們從榴岡公園往體育場的方向走,沿路觀察和地形被抬升的證據及長町-利府活動斷層分布位置及活動特性。

10月1日 (南相馬、相馬、名取市)
  本日我們沿著仙台沿海南下,前往311東北大地震海嘯災害影響地。那次芮氏規模9.0的大地震,掀起約10幾公尺高的大浪,越過了原先設計安全的堤防高度,大肆的破壞相馬地區的沿海地帶。都經過3年了,還是有些地方來不及重建,沿路的斷垣殘壁,杳無人煙,裸露的地基和一車車運走的殘骸,真的很難想像海嘯當下的場景。中午休息站旁的311海嘯博物館,看到其實日本對於災害的防護其實本來就已經很謹慎了,但原先規劃的避難場所高度都不及這次海嘯所形成的大浪高度,才會造成這麼大的傷亡。重建的腳步雖慢,但他們還是抱持著樂觀的態度,更加謹慎的規劃好原地重建的方法,像是在名取市的作法就是將地基抬高,再蓋房子。還有規劃好爬上高速公路的梯子,方便人們在海嘯發生時可以迅速逃生避難。

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相馬海嘯災區

10月2日  (伊豆大島、三原新山)
  這天我們從東京灣,搭乘高速船前往位在東京灣外海的伊豆大島。伊豆大島基本上是火山噴發形成的島嶼,約坐了兩個小時的船程,抵達這兩天野外要觀察的地點。第一個觀察點,我們先到御神火茶屋,從觀景台描繪整個三原火山的外貌。最近一次三原山噴發是在1806年,然後可以很明顯的觀察到Lava flow在火山口流過的痕跡,更可以清楚看到那次噴發後所形成的三原新山。但最近一次的噴發是在1986從火山口外側噴發出來的lava flow。後來我們來到山腳下,看了最近發生的土石流,這次的災害是因為颱風的登陸,夾帶豐沛的豪雨,造成原本沈積的lava flow沈積物,順著豪雨而下,掩埋山腳下部分的房子。映入眼前的是一片被泥濘填平的坡地,或許數年過後,人們又會遺忘這次的災害,在上面又蓋起房子繼續過生活,這樣的災害總是不斷的發生在我們身邊,也告訴我們地質災害的可怕,並且學習日本人的防災概念和預警機制,對於同樣身為太平洋島弧的台灣,也相當的重要。

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三原山

10月3日 (伊豆大島、波浮港、筆島、大島火山博物館、大切斷面)
一早起床,我們繼續第二天的大島觀察之旅。第一站我們來到波浮港,是一個伊豆大島最原始的3個火山口之一,後來因為元祿地震的影響,崩塌形成現今所看到的天然良港。雖然在大島的天氣不是很穩定,但波浮港的火山口壁的天然屏障,還是可以清楚的看到。之後前往第二個地點:筆島,也是大島初始火山口之一。第三站,可是這個大島上面最精采的地方『大切斷面』,這個地層剖面會被發現是因為某次開路的時候,挖鑿山壁發現的,後來就被完整的保留下來,從公路上就可以很清楚的觀察到這個類似褶皺的剖面。這個地層的組成主要是因為大島的火山噴發,火山灰堆積而成。大致上可以分成3層沈積物,風化火山灰、火山灰、scoria fall。這三層再層層堆疊,形成至少40幾層以上美麗壯觀的地層剖面。我們大約在這個景點停留了一小時,描繪整個剖面的大致排序和形貌。
後來前往在大島上的最後一個地點,大島火山博物館,謝謝伊藤先生的帶領下,讓我們可以盡情的觀賞整個博物館的收藏,裡面記錄了很多不論是大島火山的研究還有整個日本國家的火山觀測和預警設備……等,短短兩個小時的時間,看到日本人設計博物館的特色和巧心,也強烈的感受到日本人對於天然災害的重視。
爾後,天氣放晴,我們幸運的從大島上看到遠處的富士山,在富士山的陪伴下,我們搭乘高速汽船回東京了。

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大切斷面

10月4日 (丹那斷層、等等力溪谷)
  
一早從東京出發,觀察丹那斷層這個橫移斷層在地表上特徵,不論是舊有池塘的石頭排列被左右拉長了,還有河谷的改道,加上神社鳥居已經無法和神社大門連成一直線……等證據,都顯示出丹那斷層的錯動性。由於日本第一條新幹線『東海道新幹線』路線有經過此斷層,鐵道及隧道的設計需要費相當大的功夫。
  下午驅車回到東京市區,原本還在困惑這麼熱鬧與高度發展的東京,有這麼輕易可以觀察地層層面與河流下切證據的地點嘛?回到東京市區我們一行人搭乘地鐵抵達等等力站。下車後轉個彎,走進小巷後,竟然有一條小溪和樹叢,這樣的景色真的令人很驚奇。這個地點主要是要觀察東京層的海階與谷澤川的下切與襲奪九品仏川。整個層面大致從下而上依序可以分為底岩、東京層和多摩川的礫石層,這也可以大概解釋為什麼這區的街道會高高低低的原因了。

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火雷神社

10月5日 (回程,東京成田機場->台灣桃園機場)
  
這次的課程進入了尾聲,不論多麼不捨,大家還是帶著微笑聽著台上的太田陽子教授為大家再次複習並且告訴大家這次野外的目的與行程安排是有原因的。很可惜這次沒有更多的時間,並未在日本看到很典型的正斷層地形,教授期許著說不定有下次的機會,大家可以再造訪日本,日本的地質景觀也跟台灣一樣,相當的豐富。
  最後,教授交代完回去應該思考的問題,並跟隨著我們,在大井町車站目送著我們的離開。最後謝謝這次野外大力幫忙的東北大學教授與學生們,及努力規劃一切安排每天行程的太田陽子教授,還有徐澔德教授帶領著我們前往日本,也適時的引導我們思考很多地質上的問題。謝謝一路上幫助我們的所有人,這是一趟收獲良多也相當有趣的課程。