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「地質學之父」赫頓誕辰 │ 科學史上的今天:06/03

張瑞棋_96
・2015/06/03 ・865字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 573 ・九年級

地球有多老?1650 年,愛爾蘭大主教烏舍爾(James Ussher)耗時二十多年,根據聖經中的各項記載,推算出地球是上帝於西元前 4,004 年創造的;從此這個數字定於一尊,直到百年以後才由蘇格蘭人赫頓(James Hutton, 1726-1797)根據地質觀察提出挑戰。

其實在赫頓之前就有許多地質證據令人對教會的官方說法產生懷疑。魚類與貝類的化石出現在山上,如果地球誕生至今才六千年,滄海如何在短短時間內便為桑田呢?教會的解釋是:這是突發性的災變所致,乃因上帝為了懲罰人類所下的重手;恰恰聖經中大洪水的故事可以作為佐證,於是「災變說」成為普遍的信念,就連許多科學家也如此相信。

赫頓生長的年代正是「蘇格蘭啟蒙時期」,當代的代表人物有哲學家休謨、經濟學家亞當 · 史密斯、發明家瓦特等人。身處這革命性的思潮中,棄醫為農的赫頓也在地質學上提出革命性的主張。

我們無法得知赫頓究竟為何二十幾歲就放棄醫生一職,回家繼承農地種田,而且一種就是十幾年。不過他正是在這段期間觀察到周遭的土壤與岩石,開始思考地質的演變,才轉而研究礦物。1785 年,他獲邀至愛丁堡皇家學會演講,提出兩項革命性的觀念,一是「火成說」;一是「均變說」。

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當時普遍認為岩石是礦物質在原始海洋中堆積而成,大水退後才露出陸面,也就是所謂的「水成說」。但赫頓觀察到花崗岩礦脈以極大的歪斜角度由下往上推擠上一層岩石,而認為推擠的力量來自地殼下的熾熱岩漿,這也是為什麼海底的生物化石會出現在山上。赫頓進一步主張這樣的變動需要漫長的時間才能完成,因此地球絕不可能只有六千年歷史。「我們找不到開始的跡象,也望不見終點。」他如此下了結論。

赫頓並未給出地球的年齡,但他卻是第一位以地質學的證據主張地球非常古老的人。儘管他仍無法改變當時的傳統觀點,但他的學說在下個世紀經由其他地質學家發揚光大,終於逐漸得到認同,因此後人尊稱他為「地質學之父」。

 

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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張瑞棋_96
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1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。

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除了蚯蚓、地震魚和民間達人,那些常見的臺灣地震預測謠言
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/02/29 ・2747字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

災害性大地震在臺灣留下無數淚水和難以抹滅的傷痕,921 大地震甚至直接奪走了 2,400 人的生命。既有這等末日級的災難記憶,又位處於板塊交界處的地震帶,「大地震!」三個字,總是能挑動臺灣人最脆弱又敏感的神經。

因此,當我們發現臺灣被各式各樣的地震傳說壟罩,像是地震魚、地震雲、蚯蚓警兆、下雨地震說,甚至民間地震預測達人,似乎也是合情合理的現象?

今日,我們就要來破解這些常見的地震預測謠言。

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漁民捕獲罕見的深海皇帶魚,恐有大地震?

說到在坊間訛傳的地震謠言,許多人第一個想到的,可能是盛行於日本、臺灣的「地震魚」傳說。

在亞熱帶海域中,漁民將「皇帶魚」暱稱為地震魚,由於皇帶魚身型較為扁平,生活於深海中,魚形特殊且捕獲量稀少,因此流傳著,是因為海底的地形改變,才驚擾了棲息在深海的皇帶魚,並因此游上淺水讓人們得以看見。

皇帶魚。圖/wikimedia

因此,民間盛傳,若漁民捕撈到這種極為稀罕的深海魚類,就是大型地震即將發生的警兆。

然而,日本科學家認真蒐集了目擊深海魚類的相關新聞和學術報告,他們想知道,這種看似異常的動物行為,究竟有沒有機會拿來當作災前的預警,抑或只是無稽之談?

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可惜的是,科學家認為,地震魚與地震並沒有明顯的關聯。當日本媒體報導捕撈深海魚的 10 天內,均沒有發生規模大於 6 的地震,規模 7 的地震前後,甚至完全沒有深海魚出現的紀錄!

所以,在科學家眼中,地震魚僅僅是一種流傳於民間的「迷信」(superstition)。

透過動物來推斷地震消息的風俗並不新穎,美國地質調查局(USGS)指出,早在西元前 373 年的古希臘,就有透過動物異常行為來猜測地震的紀錄!

人們普遍認為,比起遲鈍的人類,敏感的動物可以偵測到更多來自大自然的訊號,因此在大地震來臨前,會「舉家遷徙」逃離原本的棲息地。

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當臺灣 1999 年發生集集大地震前後,由於部分地區出現了大量蚯蚓,因此,臺灣也盛傳著「蚯蚓」是地震警訊的說法。

20101023 聯合報 B2 版 南投竹山竄出蚯蚓群爬滿路上。

新聞年年報的「蚯蚓」上街,真的是地震警訊嗎?

​當街道上出現一大群蚯蚓時,密密麻麻的畫面,不只讓人嚇一跳,也往往讓人感到困惑:為何牠們接連地湧向地表?難道,這真的是動物們在向我們預警天災嗎?動物們看似不尋常的行為,總是能引發人們的好奇與不安情緒。

如此怵目驚心的畫面,也經常成為新聞界的熱門素材,每年幾乎都會看到類似的標題:「蚯蚓大軍又出沒 網友憂:要地震了嗎」,甚至直接將蚯蚓與剛發生的地震連結起來,發布成快訊「昨突竄大量蚯蚓!台東今早地牛翻身…最大震度4級」,讓人留下蚯蚓預言成功的錯覺。

然而,這些蚯蚓大軍,真的與即將來臨的天災有直接關聯嗎?

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蚯蚓與地震有關的傳聞,被學者認為起源於 1999 年的 921 大地震後,在此前,臺灣少有流傳地震與蚯蚓之間的相關報導。

雖然曾有日本學者研究模擬出,與地震相關的電流有機會刺激蚯蚓離開洞穴,但在現實環境中,有太多因素都會影響蚯蚓的行為了,而造成蚯蚓大軍浮現地表的原因,往往都是氣象因素,像是溫度、濕度、日照時間、氣壓等等,都可能促使蚯蚓爬出地表。

大家不妨觀察看看,白日蚯蚓大軍的新聞,比較常出現在天氣剛轉涼的秋季。

因此,下次若再看到蚯蚓大軍湧現地表的現象,請先別慌張呀!

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事實上,除了地震魚和蚯蚓外,鳥類、老鼠、黃鼠狼、蛇、蜈蚣、昆蟲、貓咪到我們最熟悉的小狗,都曾經被流傳為地震預測的動物專家。

但可惜的是,會影響動物行為的因素實在是太多了,科學家仍然沒有找到動物異常行為和地震之間的關聯或機制。

遍地開花的地震預測粉專和社團

這座每天發生超過 100 次地震的小島上,擁有破萬成員的地震討論臉書社團、隨處可見的地震預測粉專或 IG 帳號,似乎並不奇怪。

國內有許多「憂國憂民」的神通大師,這些號稱能夠預測地震的奇妙人士,有些人會用身體感應,有人熱愛分析雲層畫面,有的人甚至號稱自行建製科學儀器,購買到比氣象署更精密的機械,偵測到更準確的地震。

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然而,若認真想一想就會發現,臺灣地震頻率極高,約 2 天多就會發生 1 次規模 4.0 至 5.0 的地震, 2 星期多就可能出現一次規模 5.0 至 6.0 的地震,若是有心想要捏造地震預言,真的不難。 

在學界,一個真正的地震預測必須包含地震三要素:明確的時間、 地點和規模,預測結果也必須來自學界認可的觀測資料。然而這些坊間貼文的預測資訊不僅空泛,也並未交代統計數據或訊號來源。

作為閱聽者,看到如此毫無科學根據的預測言論,請先冷靜下來,不要留言也不要分享,不妨先上網搜尋相關資料和事實查核。切勿輕信,更不要隨意散播,以免造成社會大眾的不安。

此外,大家也千萬不要隨意發表地震預測、觀測的資訊,若號稱有科學根據或使用相關資料,不僅違反氣象法,也有違反社會秩序之相關法令之虞唷!

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​地震預測行不行?還差得遠呢!

由於地底的環境太過複雜未知,即使科學家們已經致力於研究地震前兆和地震之間的關聯,目前地球科學界,仍然無法發展出成熟的地震預測技術。

與其奢望能提前 3 天知道地震的預告,不如日常就做好各種地震災害的防範,購買符合防震規範的家宅、固定好家具,做好防震防災演練。在國家級警報響起來時,熟練地執行避震保命三步驟「趴下、掩護、穩住」,才是身為臺灣人最關鍵的保命之策。

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【2023 年搞笑諾貝爾化學與地質獎】舔石頭以外,猛獁象竟是海龜湯?
寒波_96
・2023/10/20 ・2211字 ・閱讀時間約 4 分鐘

搞笑諾貝爾獎每年都是新的開始,2023 年也不例外。今年「第 33 次第一屆搞笑諾貝爾獎」頒發十個獎項,「化學與地質獎」以看似獵奇的舔石頭博取不少眼球,不過得主揚.扎拉謝維奇( Jan Zalasiewicz)的文章中,其實還提到另一件知名的歷史公案。

1951 年晚宴真相,竟然是海龜湯?!圖/americanoceans

1951 年晚宴真相,竟然是海龜湯?!圖/americanoceans

文學史上用味覺帶出情節,最知名的案例之一是普魯斯特的小說《追憶似水年華》開頭,由瑪德蓮的味道切入,接著進入意識的海洋游泳。扎拉謝維奇的文章開頭,也從品嚐岩石的味道切入,自由切換不同的題材。

地質學家為什麼要舔石頭?《舌頭、石頭,迸出新滋味?科學家為什麼要舔石頭?——2023 搞笑諾貝爾獎》一文有精簡介紹。最主要的理由是,缺乏現代儀器之際,舌頭可謂方便的化學感應器,能提供有用的資訊。

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當然,即使有了現代儀器,舌頭還是很方便的工具。

處於意識流科學史中,扎拉謝維奇的文章從舌頭感應器,十分合理地切換到一場宴會。那場 1951 年的晚宴中,據說提供猛獁象肉製作的餐點。

這場晚宴由美國的「探險俱樂部(The Explorers Club)」舉行,主辦方宣稱當天有道菜,來自已經滅絕的動物大地懶(Megatherium)。但是幾天後有報紙披露,宴會中的奇珍異獸不是大地懶,而是來自阿留申群島,25 萬年久遠的猛獁象!

1951 年保存至今的晚餐。圖/取自 參考資料3

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奇妙的是,當天的餐點竟然有少量樣本被保留至今。當時沒有參加的豪威斯(Paul Griswold Howes)寫信要到一份樣本,一直保存到他去世為止。後來樣本輾轉來到耶魯大學的皮博迪自然史博物館(Yale Peabody Museum)。

那一餐到底是大地懶,還是猛獁象呢?2014 年,耶魯大學的研究生葛拉斯(Jessica Glass)等人成功由樣本中取得 DNA,結果在 2016 年發表。比對之下相當明顯,答案是綠蠵龜。

現今綠蠵龜是保育類動物,合法的狀況下沒有機會吃到。然而 1951 年那個時候,綠蠵龜尚未面臨滅團威脅,仍然是普遍的食材。

區區綠蠵龜製成的海龜湯,當然無法彰顯晚宴的尊絕不凡。不過俱樂部宣稱的大地懶,怎麼又會變成猛獁象?

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最可疑的是當天在場的俱樂部成員尼可斯(Herbert Bishop Nichols),他也是基督科學箴言報(The Christian Science Monitor)的科學編輯。可考的記錄中,他第一個對外提出相關描述,後來被視為吃猛獁象的證據。

海龜湯的幾位相關人猿。(A) 據說將食材從北極帶回的極區探險家 Father Bernard Rosecrans Hubbard。(B) 極區探險家 George Francis Kosco。(C) 晚宴主辦人 Wendell Phillips Dodge。(D) 保存樣本的 Paul Griswold Howes。圖/取自 參考資料3

如果真的是那道菜的材料,那麼狀況就是:俱樂部用綠蠵龜做菜,宣稱是大地懶,報紙以訛傳訛寫成猛獁象。

「吃猛獁象」之類的傳聞,雖然不是嚴謹的科學,卻因為有噱頭而容易引人注目。作為沒多少負面影響的玩笑,也沒有人想要特別澄清。使得這類事件的真相,往往不了了之。

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儘管沒有特別獲得搞笑諾貝爾獎關注,對於這道海龜湯的追根究底,倒是相當符合搞笑諾貝爾獎的精神。

海龜湯以後,扎拉謝維奇的文章意識又跳躍到另一種已經滅團的生物:貨幣蟲(Nummulites)。許多古生物,當初也是其他古生物的食物。儘管擁有堅硬的外殼保護,貨幣蟲這種生物依然有機會成為美食。

1912 年的時候,英國古生物學家庫克派崔克(Randolph Kirkpatrick)提出一個觀點:地球有一段時間存在非常大量的貨幣蟲,後來它們變成稱為「貨幣球(Nummulosphere)」的地層,是地殼岩石的源頭。

看起來很搞笑,可是庫克派崔克是認真的。所以他即使生在現代,應該也沒有獲得搞笑諾貝爾獎的機會。

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2023 年搞笑諾貝爾獎頒獎典禮影片(化學與地質獎從 10:18 開始):

延伸閱讀

參考資料

  1. The 33rd First Annual Ig Nobel Prizes
  2. Eating fossils
  3. Was Frozen Mammoth or Giant Ground Sloth Served for Dinner at The Explorers Club?
  4. Mammoth meat was never served at 1950s New York dinner, says researcher

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁

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寒波_96
193 篇文章 ・ 1013 位粉絲
生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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揭露臺灣地下的秘密——臺灣地質學之父林朝棨
PanSci_96
・2023/03/03 ・3722字 ・閱讀時間約 7 分鐘

  • 文/廖芷瑩

新北市八里區的十三行博物館,是證明臺灣先民擁有造鐵技術的證據,更是許多人假日郊遊的地點。但很少人知道,最早確認此地為臺灣珍貴遺址的人並非考古學者,而是地質學家林朝棨

新北市立十三行博物館。圖/wiki

翻開臺灣地質與考古紀錄,林朝棨這個名字更是不可不提。不僅重要的考古遺跡「左鎮文化」、「八仙洞」有他的足跡;林朝棨作為地質科學的翹楚,對於臺灣的礦脈研究也做出了巨大的貢獻。

上山下海,地質學霸的養成之路

羅馬不是一天造成,學霸更不會一日成就。學識豐富的林朝棨先生,因時代背景及家庭因素,漸漸踏上臺灣地質界先驅研究者之路。

1917 年(大正 6 年)林朝棨出生於豐原,是當地望族的後代,並跟著父親信仰基督教。他從小在學業方面就展現出聰穎的天資,因此進入臺中第二中學校(今臺中二中)就讀,並考進臺灣總督府「臺北高等學校」。臺北高等學校是當時在臺灣唯一的高中,入學者以日人為主,競爭非常激烈,可說比當今的臺灣大學還難考。

更重要的是,林朝棨在參與教會活動的時候,認識了也同樣對臺灣地質科學及考古學有貢獻重大的日治時期科學家早坂一郎。接下來幾年,他們在臺灣上山下海,親身踏查也認識臺灣這片土地的構成。臺灣有許多現在地質、考古方面的重要地點,都可以追本溯源自於他們的這些踏查。

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舉例來說,目前的「臺南左鎮化石園區」,正是起源自因 1930 年代當地保甲書記陳春木在該處撿到化石,加上早坂與林朝棨的研究發表,才讓世界看見臺灣化石的存在。此外,他們也一起發表了關於彰化八卦山及臺北市貝塚的發現,還有各式臺灣地質的紀錄。

而身為學霸的林朝棨,也在同時期完成臺北帝國大學地質古生物學科(現臺灣大學地質科學系)的學位,並成為第一屆唯一的一位學生。在眾多日本優秀地質科學家的教導與帶領下,他學習了理論與方法,並也完成無數次外地訪查,扎實的成為兼具理論與實作的研究者。而他所關注的臺灣土地相關的考古學與地質學,也在時代演進與諸多學者的努力下,一步步在臺扎根、也被更多人關注。

臺灣礦業發展背後的地質學推手

林朝棨的重要貢獻,除了地質學術研究外,他的許多發現更為臺灣現代化的發展打下科學基礎,像是對臺灣工業影響深遠的金礦、煤礦產業的礦脈,都在他的探究範圍內。

1930 年代,林朝棨從臺大畢業後,先是投入教職,一年後,他加入了「臺陽礦業株式會社」的行列(1935 年 4 月 16 日),成為社內的「地質士」,為企業在北部山區的挖掘做調查,甚至曾去到北朝鮮金礦進行考察,並藉此比較了解臺灣在地的礦脈及地質的構成。

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在那個年代經營「臺陽礦業」的顏家富可敵國,而北部山區的成千上萬人,都要依靠這些產業工作過活。林朝棨在礦業任職時完成的工作,正是讓家後來成為巨商的重要礎之一。此外,在離開礦業界的工作之後,林朝棨的研究工作依舊關心著臺灣的煤田與礦產來源,且持續在《臺灣礦業》等刊物上發表作品,為後代的研究者奠基了臺灣礦脈的研究基礎

林朝棨(右二)與富田芳郎教授(右一)同赴臺灣南部作地質調查(1934- 1935)。
林朝棨時任臺北帝大地質系助理教授。圖/《林朝棨先生紀念文輯》。

戰爭作為地質教學之路的偶然起點 至死方休

林朝棨出生在世間多紛擾的年代,學術之路並不平穩,更要接受戰爭的挑戰,但也因此打開他的眼界,為科學研究開創了新路。

1930 年代的輝煌時期結束,世界陷入戰爭的恐慌。身為臺灣人的林朝棨,原本很有可能被送到南洋當日本兵,或甚至更遠的地方協助戰爭。但幸好有早坂先生的協助,林朝棨遠赴當時滿洲國的新京工業大學(現長春大學工學院)擔任教職。雖然投入教職這歷程是是源自戰亂的插曲,但也因此將林朝棨他拉離了產業界,轉而投入教育工作。

自此,就是五十年不曾間斷的持續投入,直到他逝世前,依舊掛念著臺灣的地質學教育發展。

戰後國民政府來臺,林朝棨因熟悉閩南語、中文與日文,被政府重用,除了教學外,更被政府派任協助各項重要的能源工作。因為在他對臺灣的土地組成,有基礎的科學了解,因此不論是延續煤礦業、油田開發、山林開採與河川建設等,甚至是水庫的興利,都需要他與國外專家做溝通,並給予專業意見。

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林朝棨在民國五六零年代,一次次為臺灣的現代化工程多次環島探查,並擔任專業者的角色,為現代化建設把關。

應用專業與知識發光發熱的同時,林朝棨仍持續耕耘基礎研究。他於民國 52 年發表的〈臺灣第四紀〉一文,就奠定了臺灣近期的地質研究基礎。在《林朝棨先生紀念文輯》中,林朝棨的兒子林恩朋就提到,林朝棨對於古脊椎動物、考古學、甚至是人類學科皆有深厚的學識,加上原本地質學科學基礎,讓他得以在當時就有能力整合各學門、對臺灣的研究做出遠超過地質學科的貢獻。

除此之外,林朝棨面對各種階級的人,都不吝討論、鼓勵向學;在田野現場,不論是農夫、學生或勞工,任何人提出地質相關的疑問事項,他都會細心的一一查證並回應。林彭恩說,就是這種積極的態度,雖然讓他在晚年身體過度負荷、因而多次進出醫院,卻也驅使他成為頂尖的科學研究者,留下許多不凡的成就。

讓臺灣與世界相連 跨足考古與地質研究

除了文章開頭所提的左鎮人外,林朝棨在考古領域還有許多重要貢獻。在〈臺灣第四紀〉中,林朝棨認為第四紀的地層包含了近代人類發展的所有活動,因此十分重視此地層;在此發表中,他集結過往的田野成果,分類臺灣第四紀地層。延續這個研究,他對臺灣的考古有更深入的認識,也也陸續發表臺灣西南部之貝塚堆的研究(1961 年),以及金門貝塚堆的發現(1970、1971 年)。

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此外另一個重大的發現,還包括 1968 年 4 月 19 日,林朝棨與臺大人類學系宋文薰教授,率領臺大考古隊在臺東長濱的進行挖掘工作,之後學者將其命名為「長濱文化」,為臺灣舊時代時期代表的遺跡,也是臺灣歷史教科書中重要的一頁。

林朝棨的學術生涯,不只限於地質學與、考古學的成就更有許多跨領域、跨國界的交流與發現,塑造了當代臺灣學科的發展。國民政府來臺後,林朝棨也協助推動了許多現代化產業的科學研究基礎,並且影響了我們認識臺灣歷史的角度。就像是左鎮人與八仙洞,還有犀牛骨頭與各地的貝塚,在剛發現的時候只是林朝棨手上某個不起眼的石頭,但從後來的研究所驗證的來源與成分,卻將臺灣與世界相連,更與大歷史相綁。

地質、考古總帶來有枯燥且漫長的印象,長期深耕的林朝棨,在關鍵的年代推動了臺灣地質學界與業界進展,為後代留下不可抹滅的科學與文化資產。

註解

  • 關於礦業的研究論文,林朝棨多發表在《臺灣礦業》期刊上。此外,他也參與過《臺灣礦業史》,以及《臺灣通誌,經濟誌,礦業篇》的撰寫。

參考文獻

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