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一回神，距離上一篇已經半年了......拖延症這種東西真的是非常可怕

不過會這麼拖其實也不是沒有原因
一方面是這集直接把考卷題目弄出來，導致資訊量實在太大
另一方面是其實有些古生物方面的東西我也不是太熟，花了不少時間查資料
再加上一個東西一旦開始拖延，動力就會持續下滑......於是就變成今天這樣了

由於這即是針對考試題目解說，內容很長，而且可能比較無聊
大家就將就看一下吧

如果對這部當中的地科知識有興趣的話
也可以看看前面小弟po的幾篇文章
第一集 #1U8QvJpQ (C_Chat)
第二集 #1UBm14c7 (C_Chat)
第四集 #1Umg7Xyr (C_Chat)
第五集 #1UqHTb90 、  #1UqN6enF (C_Chat) 第二篇是強者我同學的補充
第六集 #1UsExyEi (C_Chat)
第七集 #1U_qXP5y (C_Chat)


--------------------------------正文開始------------------------------------

https://i.imgur.com/qqNtKqT.png
https://i.imgur.com/XTanAqk.png
這個加分其實在台灣的申請入學也有
台灣在派出國之前會先篩出前30進國手選訓營
在選訓營當中成績前半，可以直接推薦相關科系
如果出國拿金牌或銀牌就是所有理工科系任選
順帶一提，今年的決賽是在俄羅斯

以下就開始就動畫當中出現的題目一題題來看

地質的部分
https://i.imgur.com/vgCFvea.png

第1問
在測量某露頭上的地層面時，傾斜儀上的指針如圖1.1所示。
下列1~5的數值當中，何者為此地層面走向最適當的表示方式？
選項就不用翻譯了

クリノメーター：傾斜儀
這是一種將水平儀、羅盤以及傾角測量儀三者合一的儀器
在野外地質調查當中常用的儀器，主要拿來測量地層的走向以及傾角
實物長這樣
https://i.imgur.com/UBdp9gg.jpg
這個是便宜貨，多花一點錢可以買到比較貴的
除了有卡榫可以把讀數固定下來以外，金屬的質感摸起來也比較好
https://pse.is/3bm3ek
下面還有搭配地質錘的地質學家套裝XD，也才2張BD的價而已

這裡簡單講一下走向和傾角
所謂的走向就是指地層面和水平面交線的方位
傾角就是地層面和水平面的夾角
https://i.imgur.com/0IIYpwU.png

在使用傾斜儀的時候，會將傾斜儀的長邊貼在地層面上
然後根據水平儀將儀器調整至水平狀態，此時和地層接觸的那個邊就是地層的走向
https://i.imgur.com/sSnlSBW.png摘自前鎮高中的網站

https://i.imgur.com/cLnS5xK.png
從這張圖的羅盤可以看出來，儀器的長邊與指北針夾60度
因此是北偏東60度，記作N60度E


https://i.imgur.com/1JKoRnv.png
問2
1~4有關「地層疊置定律」的敘述中，何者最不正確？

1 地層連續堆積時，下方的地層較上方的古老
2 地殼變動所造成的褶皺或斷層，並不會使地層的上下關係逆轉
3 化石層序律為地層學的基本法則
4 威廉史密斯根據此法則，在英國完成了世界最初的地質圖

地層疊置定律就是大家中學地科學過的「越下面的地層越老」
由於地層就是一層一層堆積上來的，所以越下面越老是正常狀況
但這個定律的前提是「此地不曾發生地層倒轉」
所謂的地層倒轉就是地層因為板塊構造的作用而變形、翻轉
使得地層的上下順序顛倒，稱為地層倒轉
由此可知選項2的敘述是錯的

「化石層續律」指不同地方的地層
可以用地層中的化石來找出兩地互相對應的地層的年代
理論上有相同化石的地層，可視為相同的年代
第四個選項當中提到的威廉史密斯就是利用這個理論繪製出了英國的第一張地質圖
在繪製這張地質圖的過程中，他蒐集到了許多早已不存於世的生物化石
這些資料也成為生物演化論很重要的證據之一
在這推薦一本書叫《改變世界的地圖》，內容就是在講這張地圖誕生的故事


https://i.imgur.com/Mdg28II.png
問4　
圖1.4當中表示了兩個指準化石。
個別的化石名稱（ア）和（ウ），所代表的年代分別為（イ）和 （エ）。
請問兩個化石各自的的化石名稱和年代。

（ア） 1三角蛤屬(Trigonia)　2貨幣蟲  3花蜆科(Corbiculidae)
       4ビカリア (Vicarya)卷貝
     　5造礁珊瑚  6三葉蟲  7箭石(Belemnitida) 8鏈珊瑚(Halysites)

（ウ）同（ア）
（エ）同（エ）

日文當中的示準化石就是中學地科講的「標準化石」或是「指準化石」
指的是特定地質年代的代表化石
而作為代表化石，一般而言需要滿足以下兩個條件
1.生存時間特定，這樣才能確定只要看到他就只會是他自己代表的年代
另外衍生出來的條件就是演化速度快，這樣看到特定型態就可以代表特定種類
演化速度越快或生存年代越短，就代表其代表年代的解析度越高
2.廣泛且大量的分布
分布費範圍廣代表這種化石有利於遠距離的地層對比
數量大代表容易找到，在實際使用上會比較方便

從中文名字就可以看出來左邊這顆是卷貝，其特徵就是殼上突起的角
卷貝是第三紀前期，也就是始新世到中新世(5600萬~725萬年前)時期的的標準化石
是屬於新生代的範疇

右邊這顆應該是鏈珊瑚，是一種生存於奧陶紀到志留紀(4.85~4.19億年前)時期的珊瑚
是古生代中期的標準化石
https://i.imgur.com/lkmTX4a.jpg

其他選項裡的生物

貨幣蟲
一種已經滅絕的單細胞生物，屬於有孔蟲的一種
主要生長年代是中生代晚期到新生代初期
顧名思義，其外型和大小和硬幣類似
https://i.imgur.com/GXSeDxm.jpg
……對，跟硬幣一樣大的「單細胞」生物……
不過這個其實是牠的殼，本體應該比較小
下面這個是超大的
https://i.imgur.com/WVFeRLr.jpg

三葉蟲
這個應該大家都有所耳聞，是古生代（5.41~2.54億年前）早期最重要的標準化石之一
雖然說是已經滅亡數億年的生物，但對三葉蟲的研究不亞於很多還活著的生物
至今已經分成1萬多個種了，這個分類的細緻程度比恐龍還多。
https://i.imgur.com/D79S3fP.png
不過要澄清一下，很多人會誤以為整個古生代都可以在海底看到滿滿的三葉蟲
但實際上三葉蟲在志留紀之後數量和種類就大為減少
之後海中霸主的地位就被魚類所取代

箭石
雖然這樣叫好像很硬，但其實這是一種有點類似烏賊、魷魚之類的軟體動物
這種名稱的來源是牠尖端箭頭狀的殼(不過我覺得比較像子彈)
https://i.imgur.com/14zBA0W.jpg
其主要生存年代是在中生代，和菊石是中生代最具代表性的海洋生物


https://i.imgur.com/BzitcU7.png
左邊這張應該是要看地質剖面來排地層形成的順序，只是因為圖不完全無法完全寫完
根據有限的題目敘述，G是入侵的火成岩脈
從這局部的圖還是可以整理出一部分順序

首先根據截切定律，被入侵、或是被切過的地層一定是比較老的
所以B被G所入侵，且被F所切斷，因此B應該是最老的
而斷層F有切過G，但沒有切過A層，而是被A層底下的侵蝕面(波浪狀的邊界)截過

由於溫度很高，被加熱的岩石當中部分礦物會因此變質，改變岩石的種類



https://i.imgur.com/lkfgJwQ.png
問1
下列關於火山噴出物的說明，何者錯誤？
1因為火山爆發的關係，被炸開的岩漿和火山口附近的岩石，稱為火山碎屑。
2火山噴出物當中，有特定外型(紡錘狀之類)的火山彈
3火山噴出物當中不包含火山玻璃
4浮石為火山碎屑的一種
5粒徑介於64mm~2mm之間的火山碎屑稱為火山礫

基本上火山噴出物當中除了氣體以外，固體產物都可以被稱作火山碎屑
這些碎屑的來源包含噴出之後凝固的岩漿，以及原本蓋在火山口的岩石兩種
依照其顆粒的大小分為火山彈(>64mm)、火山礫(64~2mm)以及火山灰(<2mm)三種
其中題目當中提到的「火山玻璃」以及「浮石」為兩種

地質上的「玻璃」通常是指熔岩快速冷卻，當中的物質來不及結晶就凝固下來
這樣形成的岩石幾乎沒有結晶顆粒，而是像玻璃一樣均質
當中最常被提及的就是黑曜岩
https://i.imgur.com/qQH6DxN.jpg
因為形成的條件是「快速冷卻」，通常出現在熔岩流直接接觸空氣或水的表面
或是噴到高空、體積較小的岩漿滴也會因為太冷整顆變成火山玻璃

（軽石）浮石，顧名思義就是會浮起來的石頭
https://i.imgur.com/5Fzr3CW.jpg
其原因在於這種石頭的空洞比例非常高，可能佔7成左右
這些氣孔的來源是火山爆發時伴隨熔岩一起噴出的火山氣體
當一顆被噴出的岩漿顆粒在含有大量氣泡時冷卻凝固下來
最後就會形成這種充滿氣孔、密度極低的岩石


https://i.imgur.com/lkfgJwQ.png
問2圖被遮住太多不知道要問什麼

但從有看出來的圖看得出來，這是一個複式火山的結構示意圖
所謂的複式火山又稱為層狀火山，是陸地上常見的火山類型
特徵是火山內部是火山碎屑曾以及熔岩流地層交互出現
其外型特徵是大致呈現錐形，每次噴發都會形成傘狀的火山噴出物
最經典的就是日本的富士山

https://i.imgur.com/lEROcSG.jpg
這是富士山地質圖，每個色塊都是一次火山的噴發物
在看過全球各地的火山之後，就會真心覺得日本人會那麼愛這座山不是沒有道理的
這火山真的是長得有夠漂亮

因為岩漿黏滯度高，通常噴發都是爆發式的，甚至有劇烈噴發而將山體炸開的狀況
這種情況會稱為破口火山，例如印尼的克拉托火山

除此之外，可以看到除了火山中央主要的熔岩通道外，還有分岔的熔岩通道
這些熔岩通道是因為前一次的火山噴發物堵住火山口
下一次熔岩的力道不夠向上突破時熔岩就會轉向從山腰噴出來
因此會在主火山的側面另外形成山頭，稱之為寄生火山
https://i.imgur.com/J0OVign.jpg
大屯火山群的紗帽山(圖中紅色的圈)就是七星山的寄生火山
可以看到他是在半山腰長出來一個相對獨立的山頭


https://i.imgur.com/2o5c11y.png
左邊這張圖就是在說明地球行星風系的成因，因為不知道要問什麼，就介紹一下這張圖
以下內容大概就是高中地理或地科的東西，如果還記得的就可以跳過XD

所謂的行星風系是在全球尺度下，各緯度的主要風向
主要受到地球自轉以及接受太陽熱量的差異而形成

赤道附近因為太陽照射量大，空氣被地面地面加熱而上升，造成赤道附近氣壓較低
這些上升氣流會在南北緯30度左右下沉形成高壓，形成所謂的副熱帶高壓
這個由赤道低壓以及副熱帶高壓所構成的循環稱之為"哈德來循環"，即為圖上的A循環
在地面的附近，空氣主要會由高壓(副熱帶)流向低壓(赤道)
這些往赤道吹的風在柯氏力的作用之下偏轉，就形成所謂的信風

和赤道相反，極區因為受到太陽照射較少，空氣因為低溫而下沉形成高壓
這些在極區下沉的氣流吹向中緯度地區，在極圈附近與較暖的空氣混合上升
如此形成的環流稱為"極地環流"，即為圖中的C環流
由於這個環流當中靠近地表風是由極地往地緯度吹，在柯氏力的作用下偏轉為東風
但因為沒有太陽加熱，這個環流缺乏能量因而強度較弱，因此極地東風並不穩定

以上兩個環流分別在副熱帶(約緯度30度)造成了一個高壓
以及在極圈附近(約60度)造成了一個低壓
因此在這兩個緯度之間，就自然形成了一個循環，稱為費雷爾環流，即為圖上的C環流
在地面附近的風是由副熱帶高壓吹向極圈低壓，在柯氏力的作用下風會向西偏轉
這就是中緯度之所以為西風帶的原因

由於行星風系是全球尺度的風向，因此尺寸較小的天氣現象往往會受其影響
在台灣附近比較明顯的就是颱風的行徑方向
多數颱風在菲律賓附近(較低緯度)時會受信風影響往西跑
而過了台灣北上之後進入中緯度，往往會受西風影響轉向東移動
https://i.imgur.com/VWXoagM.png
上圖是2019年西北太平洋所有的颱風路徑


https://i.imgur.com/y3VwBFb.png
問2.
參考圖5.2，下方對於溫帶低氣壓的敘述當中，（ア）和（イ）當中分別應該填入什麼文
字？

溫帶低氣壓的東側會形成（ア），而在其前方會出現（イ）。

溫帶低氣壓又稱為溫帶氣旋，在大多形成於北緯30~60度
其源於不同緯度的冷暖空氣的對流，因此往往伴隨鋒面的出現
在北半球因為柯氏力的關係，空氣會往右邊偏轉
因此由北往南的冷空氣在氣旋的西側較強勢，形成冷鋒
相反的由南往北的暖空氣會在氣旋東側較為強勢，形成暖鋒

無論是何種鋒面，都是冷暖氣團互相衝突的地區
相對而言暖空氣密度較小，會在衝突時＂爬＂到冷空氣上方
因此會在鋒面形成上升氣流，並冷卻成雲產生降雨

（ア）應該填入暖鋒（溫暖前線），（イ）應該填入上升氣流（上昇流）


https://i.imgur.com/ykds4g7.png
這邊由於看不到下面的問題就不翻譯題目了，簡單介紹一下這張圖想表示的意思

這是赤道附近的太平洋海表溫度分布，左下角的島是巴布亞紐幾內亞
從圖上可以明確看出赤道海域的溫度是西高東低，主要海水的流向是由東向西
這個趨勢源自於信風將赤道附近的表層海水往西邊吹
此時來自較高緯度的祕魯涼流，以及來自深層的湧升流進入這個海域
兩者帶來的都是低溫的海水，因此造就了赤道附近海溫西高東低的趨勢

這個海溫趨勢主導了太平洋兩側的氣候
太平洋的東側(是美洲西岸)由於海溫較低，附近的氣壓較高
反之在太平洋西側(東南亞、澳洲一帶)海溫較高，附近的氣壓較低
因此在太平洋東側，尤其是東南太平洋幾乎沒有颱風、氣候較為乾燥
而太平央西側則有大量颱風，尤其西北太平洋更是全世界颱風最多的海域

大家所聽過的聖嬰現象和反聖嬰現象也跟這個有關
簡單來說就是太平洋兩側的海溫差異較平常小的時候就是聖嬰現象
東側祕魯一帶會比平常潮濕，西側東南亞則會較乾燥
反之兩邊海溫差異加大的時候就是反聖嬰
要注意的是，即使是聖嬰現象發生時，太平洋的海溫仍是西高東低
只是差異比平常小而已


https://i.imgur.com/0fs7ALS.png
第十問

若將日本連續攝影的日全食照片，以太陽北方朝上的方式放置
另外，將月全食的連續攝影照片同樣，以月球北方朝上的方式放置
在這樣放置的狀況下，太陽會從哪個方向開始虧蝕，月亮又會從哪個方向虧蝕。

這裡漢字的「皆既日食」和「皆既月食」，分別為「日全食」和「月全食」的意思。

所謂的日蝕就是月球運行到地球和太陽之間，在地球看來就會是太陽被遮住
月球能擋住太陽的時間很短，日全蝕的過程可以視作太陽和地球都不動
由於月球公轉的方向是由西向東，所以在地球看來會從西邊開始遮住太陽
https://i.imgur.com/lrm6SvX.png
因此若照片北方朝上，太陽會從左邊開始虧蝕(和上圖相反)

而月全食則是月亮進入地球的影子當中
因為月球的光芒是反射太陽光，所以月食就是月亮照不到太陽光而暗掉
由於是月球進到地球的影子當中，在此視為地球的影子不動
月亮由西向東移動，因此東邊會先進到地球的影子中而虧蝕
https://i.imgur.com/DePPi3i.png
所以若照片北方朝上，月亮會從右邊開始虧蝕(又和圖相反了...)

https://i.imgur.com/xEIUpGt.png
問4
圖4.2的兩張照片分別為火成岩A和火成岩B在偏光顯微鏡下的照片。
火成岩A的二氧化矽含量為50%，火成岩B則為65%。
下方礦物簡稱註解：Ol=橄欖石、Kf=鉀長石(其他全中文就略過)

先來科普一下是如何照出這些照片的
實際上岩石當中除了金屬礦物之外，多數礦物是可以透光的
所以為了方便觀察岩石中細微的礦物，地質學家會將岩石磨成0.03mm厚的薄片
在這樣的厚度之下，光線可以輕易的透過礦物

每一種礦物有各自的光學性質，包含顏色、折射率等等
為了要辨識礦物的光學性質，會使用偏光顯微鏡，這個顯微鏡包含兩片方向垂直的偏光鏡
分別稱作上偏光鏡和下偏光鏡
偏光顯微鏡當中光的行進順序大致如下：
光源→下偏光鏡→岩石薄片→物鏡→上偏光鏡→目鏡

下偏光鏡位於光源與岩石薄片之間，因此照到礦物的光會是已經受到偏振的光線
而這些偏振光經過礦物時，會受到礦物結構的影響改變偏振的方向
這些光線會通過物鏡後，再經過上偏光鏡的偏振過濾後進入觀察者眼中
由於兩個偏光鏡的偏振方向是垂直的，若沒有經過岩石薄片的折射，光是無法通過的
因此根據通過的光的狀況，就可以判斷礦物不同方向的折射性質

一般而言地質用的顯微鏡載物台是可以旋轉的，方便觀察礦物在不同角度的光學性質
此外也都可以選擇插入或是移開上偏光鏡
插入的狀況稱為cross nicol，移開則為open nicol
圖中的照片為cross nicol（クロスニコル）下的照片

回到兩張照片(岩石薄片)
這兩張圖基本上跟實際看到的岩石薄片照一模一樣
我猜這裡應該是直接把實際的薄片照貼上來，連濾鏡或是模糊效果都沒做
雖然好像有點偷懶，但能在動畫裡看到真實的薄片照片還是很感動阿

一般而言火成岩會根據兩個方面的特徵做分類
1.礦物顆粒的大小和緊密程度  2.主要礦物的組成成分
這兩個特徵在薄片中都可以看出來

1.礦物顆粒的大小
可以明顯看出左邊的礦物顆粒比較細碎，而右邊的礦物則比較大顆
在火成岩當中礦物顆粒的大小與冷卻、凝固的速度有關

當岩漿在很短時間冷凝為岩石的話，礦物生長、結晶的時間較短
這時除了礦物顆粒較小，還會有來不及結晶的物質殘留，稱之為"基質"
可以看到左邊的圖片當中有一些黑色的區塊就很有可能是基質
這種岩石代表岩漿由火山噴出後直接暴露在空氣甚至水中，快速冷卻，稱為"噴出岩"

反之若岩漿緩慢冷卻的狀況下時，礦物就有較長的時間成長，並充滿整顆岩石
右邊的這張照片當中的礦物幾乎是緊密相連，且顆粒明顯較大
這種狀況通常是岩漿未噴出地表，直接在地下冷卻而成的，稱為"深成岩"


2.主要礦物的組成成分
這個條件相當於中學地科當中提到酸性和基性的火成岩，也就是依照火成岩中二氧化矽的
比例做分類
二氧化矽含量高的稱為酸性火成岩，主要礦物為石英、雲母
反之二氧化矽含量較低的基性岩，則會有輝石、橄欖石等礦物
若是用肉眼觀察的話，酸性火成岩的顏色會較淺，基性火成岩的顏色會較深

從以上兩個方面來看
A應該是基性的噴出岩，很有可能是玄武岩
動畫中：
https://i.imgur.com/mj7cAfn.png
網路上找到的玄武岩薄片：
https://i.imgur.com/4O3IC5f.jpg

B則是酸性的深成岩，應該是花崗岩
動畫中：
https://i.imgur.com/dTuEk3k.png
網路上找到的花崗岩薄片
https://i.imgur.com/RMCpi1r.jpg

我找的薄片照片應該算是和動畫比較類似的了，實際上同一種岩石可以長得千奇百怪


這裡推薦一個網站：https://www.virtualmicroscope.org/
在這可以實際看到各種不同岩石再偏光顯微鏡底下的長相
而且薄片照是可以旋轉的，可以看到隨著角度不同，礦物顏色會真的有變化
以下就貼一下上面提到過的玄武岩和花崗岩，在顯微鏡底下的岩石薄片

玄武岩：
https://www.virtualmicroscope.org/content/leeds-04-glomerocrystic-basalt
花崗岩：
https://www.virtualmicroscope.org/content/s339-16-granite


解題部分到此為止


https://i.imgur.com/GgDZT6x.png
https://i.imgur.com/PZ2StRS.png
這裡提到燒石火鍋的石頭要用「英安岩質溶質凝灰岩」
這個落落長的名詞要解讀要分成三段來看：「英安岩質」的「溶質」「凝灰岩」
英安岩(dacite)：指的是成分介於安山岩與流紋岩之間的一種火山噴出岩
而"英安岩質"這句話是形容詞，指的是這顆岩石的成分與英安岩相同，屬於中酸性火成岩
用中學學過的火成岩分類圖的話，大概是這樣
https://i.imgur.com/S75vAIU.png

所謂的溶質是凝灰岩的一種狀態，因此這裡直接介紹「溶質凝灰岩」這種岩石
凝灰岩顧名思義，就是火山灰冷卻凝固形成的岩石
有時火山灰是像雪花一樣飄落，這個狀況底下堆積的不會很密，岩石當中空氣的比例不低
因此凝灰岩經常會比一般的火成岩來得輕
不過雖然都是密度偏小的火成岩，凝灰岩跟前面提到的浮石成因大不相同就是了

而溶質凝灰岩則是密度較大的凝灰岩
火山噴出的火山灰在完全冷卻之前，其實是處於有點類似黏土一樣，具有一定的可塑性
若火山灰在堆積時還處於這個狀態，被其他的重物砸到(例如後來落下的火山礫石)
或是因為火山噴出物的快速堆積，使下方的火山灰受到比較大的壓力
此時火山灰就會因為壓力的關係被擠到變形
顆粒跟顆粒之間黏在一起，並且當中的空隙也變少

但同樣的料理方式，台灣的原住民使用的是麥飯石(安山岩的一種)

所以代表或許不一定要完全相同的石頭，只要是緻密的火成岩或許就可以(?


https://i.imgur.com/i8FFZnK.png
杯子上的四個星座分別為

射手       水瓶

魔羯       雙魚



https://i.imgur.com/eJW7ffg.png
在神社參拜時出現的石頭籤占卜
當初看到的時候覺得很幽默，就來稍微解釋一下

翻譯
オニキス = 縞瑪瑙(二氧化矽的沉澱礦物)
レットジャスパー = 紅碧玉(二氧化矽)
然後再來看看其他顆
水晶=二氧化矽結晶
紅水晶=紅色的水晶
紫水晶=紫色的水晶
虎眼石=有黃色和棕色條紋的瑪瑙
翡翠=又稱輝玉，但是成分和一般的玉不同(一般的玉是二氧化矽)


跟你家的玻璃是同樣成分的，以後買之前請認真思考


--------------------------------正文結束------------------------------------

貼完才發現，這篇好像打得比前面幾篇都還來得長
果然寫題目詳解真的是有夠累人的一件事

那就期待我過年前可以弄完吧

話說，我印象中之前看到一部漫畫
說是女主角跟爸媽要一支地質鎚當生日禮物之類的
但這幾天想找來看卻想不起來出處，有強者可以告訴我是哪一部嗎？

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不是我喜歡po廢文
是我真的缺P幣

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