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大屯火山不只有岩漿庫還有心跳?大屯火山觀測站新發表的研究成果

PanSci_96
・2019/05/29 ・2221字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 548 ・八年級
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台灣北部存在一些火山特徵的地區,包括大屯火山群、龜山島與附近的海底火山等等。其中大台北都會區近郊之大屯火山群,最高峰七星山距離台北 101 大樓更是小於 15 公里,此處地表的地熱活動相當明顯。雖然在人類歷史上,台灣沒有火山噴發紀錄,但是否有再度活動的可能性,不僅為值得研究的科學議題,更關係著大台北都會地區的安全。

中央研究院林正洪研究員及其研究團隊,2011 年於陽明山國家公園管理處菁山自然中心設置大屯火山觀測站(TVO:Taiwan Volcano Observatory at Tatun),建立各項即時火山監測系統,對大屯火山、龜山島與北台灣附近的海底火山進行長期性嚴密的火山活動監測。監測內容主要包括:地震監測、地球化學分析、地殼變形與地溫量測等,以期達到火山監測與研究之目標。

在長期監測下,林正洪研究員及其研究團隊認定大屯火山應為活火山,並為全球首次同時利用 S 波陰影 P 波緩達兩個現象,證實其下岩漿庫的存在。

大屯火山應為活火山,是如何判定的?

根據早期的岩石定年結果,推論大屯火山群最晚期的噴發大約在十萬年前,因此過去大多數人認為大屯火山群應該不會再活動。然而近十幾年的研究成果,卻認為大屯火山群很可能是活火山,主要的證據包括地球化學、地震活動、地殼變形與火山灰定年等等。

小油坑噴氣孔。圖/科技部提供

林正洪研究員及其研究團隊,利用大屯火山地區密集的地震觀測網,於最近三年內更發現多項非常有趣之火山活動特殊現象:

  • 在大油坑地區觀測到週期性地震活動,平均大約每 18 分鐘發生一次地震的重複性地震活動,可以持續數十個小時。這項觀測也是全球首次於休眠中之火山偵測到類似動物「心跳」之現象(Lin, 2017a)。
  • 研究團隊證實大屯火山群許多地鳴與火山噴氣活動有關,例如小油坑爆裂帶就有多次爆炸式的噴氣紀錄(Lin, 2017b),甚至有類似「火山對話」之有趣現象(Lin et al., 2018a)。
  • 超長周期之火山地震(Lin and Pu, 2016),也是典型活火山之一種特徵。

上述這些新的地震觀測結果,也直接證明大屯火山群還有巨大熱能存在,更加認定它應該是一個活火山。

大屯山岩漿庫的存在

圖/wikimedia

岩漿庫,是一個液態為主的岩漿體,因此理論上地震所產生之 S 波是沒辦法穿過岩漿庫。此外,液態的岩漿庫也會明顯地造成 P 波的緩達現象。

經過仔細地分析大屯火山地震觀測網所有資料,終於同時發現 S 波陰影與 P 波緩達這兩項重要的證據,充分地證實台灣北部地殼內部存在一個岩漿庫,其範圍大約有四分之一個台北市的面積。這是全球首次同時利用 S 波陰影與 P 波緩達兩個現象,證實岩漿庫的存在(Lin, 2016)。

龜山島也有岩漿庫

圖/wikimedia

相同地,依據地震 S 波無法穿透液態岩漿庫的特性,除了可以觀測到 S 波陰影外,同時也可以發現強烈的 S 波反射現象。利用這些原理,研究團隊仔細檢查宜蘭外海的龜山島附近地區的地震資料,同時也發現 S 波陰影與強烈反射兩種現象,經過交叉比對檢驗岩漿庫可能的位置,結果也清楚地發現有一個岩漿庫存在龜山島的中部地殼(Lin et al., 2018b),充分證明龜山島是台灣另外一個活火山。

雖然這個活火山不在台灣本島上,但是火山活動可能造成的複合式災害也不容忽視,例如:火山噴發造成龜山島土石崩塌,有可能產生小規模的海嘯衝擊極為平坦的宜蘭平原。

別緊張,火山爆發是可以預估的

雖然許多觀測證實大屯火山群與龜山島均為活火山,但是社會各界也不用過於惶恐緊張。事實上,火山噴發不像尚無法預測的地震,是可以進行某種程度的預測的。火山噴發前可以透過儀器觀測來預估發生時間、大小與地點。

火山爆發如何預估:

  1. 因為火山噴發是高溫岩漿從地殼內部之岩漿庫竄升至地表,當岩漿開始往上竄升時,通常會產生許多地震,同時地震深度也隨岩漿上升時逐漸變淺。
  2. 地殼會隆起變形、火山氣體成分可能遽增或改變、地表溫度升高等等現象。

整合這些觀測結果,可以用來預估火山噴發之發生時間、大小與地點,相信可達火山預警之功能,降低火山活動前民眾的恐慌與未來可能之威脅。

林正洪研究員於大屯火山觀測站內解說。圖/科技部提供

藉由科技部已成立之「大屯火山觀測站」,除了建立大臺北都會地區之地下地質研究調查資料庫,為台北都會地區地震防災提供重要依據,同時將所有大屯火山分析研究之成果於展示區呈現,提供一般民眾與學生參觀,以達成科普教育功能。

  • 本文改寫自科技部新聞稿,原標題為〈大屯火山觀測站—台灣北部岩漿庫與火山監測〉。

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腸胃道微生物可能是引發帕金森氏症的元凶?
valerie hung
・2016/12/05 ・1166字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 588 ・九年級
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過去大家多半以為帕金森氏症(Parkinson’s disease)是發生在腦部的疾病,但現在美國加州的科學家透過動物實驗發現,這些症狀的源頭可能由腸胃道中的微生物所引起?

帕金森氏症是一種突觸核蛋白(synuclein)病變,在帕金森氏症患者腦神經細胞中,某種原因導致 α- 突觸核蛋白物質不正常的折疊且堆積。隨著腦神經元逐漸受損死亡,患者會出現無法控制的顫抖、肌肉僵硬與行動緩慢等幾大症狀。雖然目前有些藥物可以減緩症狀,但隨著病情加重,藥的效果也會逐漸變差。

而科學家發現抗生素療法在老鼠身上,能減少這些物質以及行動遲緩的狀況,然而把帕金森氏症患者的腸胃道細菌移植到老鼠身上,則會讓病症加劇。如果研究的方向正確,將開啟帕金森氏症治療法的全新策略,例如透過某些機制,避免病變擴散到腦部,對人口逐漸高齡化的國家來說都是好消息。

圖片來源:Sampson et al./Cell 2016
圖說:從左至右分別描述一般腸胃道微生物,除掉腸胃道細菌以及老鼠移植了帕金森氏患者的腸胃道細菌後對帕金森氏症的影響變化。圖片來源:加州理工學院研究團隊./Cell 2016

加州理工學院的研究團隊指出:他們先在老鼠的腸胃道中注入突觸核蛋白纖維,三周後,纖維出現在老鼠腦的底部,兩個月後這些纖維已抵達腦中控制行動的部位,老鼠的行動也變得遲緩,與帕金森氏症患者的症狀相似。這份研究先於神經科學 2016 年 11 月的年會上發表,然後刊登在 12 月 1 日的醫學期刊《細胞》(Cell

團隊成員提莫西.桑普森(Timothy R. Sampson)博士表示:「現在我們相當肯定,是腸胃道的細菌掌控了帕金森氏症的症狀。」他們推測是這些微生物釋放出某種化學物質,會過度刺激腦部的免疫細胞,最終導致腦部受損。

其實帕金森氏症是從腦以外的地方轉移過來的想法,也不完全無跡可循。十多年前,就有病理學家同時在確診為帕金森氏症,以及沒有發病但腦中有突觸核蛋白纖維的人的胃中也發現這些奇特的纖維,當時他們推測原因是某種毒素或微生物導致。另外一個線索就是,帕金森氏患者早期常有消化問題(如便祕)以及喪失嗅覺的情況,而胃和鼻子正好是兩個神經細胞都暴露在外的器官--都可能沾染到不知名的感染源。

既然科學家已發現帕金森氏患者腸胃道中的細菌和健康的人不同,研究似乎預言了抗生素或糞便移植(FMT)療法的可能性,但加州理工學院團隊也警告,目前就他們在研究中使用抗生素的方式來看,長期且高強度的抗生菌療法,可能會對人體的免疫與代謝系統造成危害。所以當務之急,還是找出究竟是那一種腸胃道微生物對帕金森氏症有正面影響或是負面影響。

 

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科技基本法修正:科研計畫預算應編列科普經費
廖英凱
・2016/12/29 ・1368字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 511 ・六年級
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2016年12月29日下午,於立法院第9屆第2會期教育及文化委員會第18次全體委員會議中,審議「科學技術基本法部分條文修正草案」。在今天的審議中,除了討論關於開放放寬公立大學教職人員可兼任業界董事等條文,由立法委員黃國書等19人所提案的「科學技術基本法第十三條」的「科普保障入法」相關條文,也在委員會中經過討論後修正通過,於科技基本法中宣示政府在科研經費編列上重視科普規劃的精神,也是科普首次入法的創舉。

科學技術基本法(簡稱:科技基本法)」訂定於民國八十七年,目的在確保提升科學技術以增強國家競爭力的法源依據。時至今日,中研院、國內各公私立大學與工研院等法人的研究經費,均來自此法的規範與保障。

然而,既有科技基本法的設計比較著重於研發層面的保障,雖然該法第22條明訂「為加強國民對科學技術知識之關心與認識,政府應持續推展學校與社會之科學技術教育,以提升國民科學技術之素養。」但實務上,在許多大學與機構中,科學普及或科學教育往往為一獨立部門或計畫,缺乏與科學研究者的密切合作。且仍無法解決縱然台灣的科學科技發展具有一定實力,但一般大眾普遍缺乏科學素養與基礎科學知識,在面對爭議議題及複雜事件時無法以科學作為判斷依據的情形。

而在其他國家,如中國大陸的「中华人民共和国科学技术普及法」,則宣揚科普是全體社會的共同責任,並明訂政府各級機關、學校與科研機構、媒體、企業與基層社團組織,均有發展科普的責任,並給予科普工作,法規與資源上的優惠保障

美國白宮發表的聯邦科學教育計畫中,預計在2017年挹注6300萬美元推動進階非正式科技學習計畫(Advancing Informal STEM Learning);提供美國國家太空總署2500萬美元設計適合各年齡層的科學教育方案;並支持國家海洋和大氣總署(NOAA)推動超過65項公民科學計畫

對此,在本日教育及文化委員會中,立法委員黃國書等19人提出了「科學技術基本法第十三條條文修正草案」,欲修訂科研計畫編列時,應納入科普規劃的法規設計。且針對預算破億的科研計畫,科普經費不得低於千分之五。其精神類似公共藝術經費編列應佔建物經費百分之一的概念。

立法委員黃國書等19人,針對科技基本法第十三條修正提案。
立法委員黃國書等19人,針對科技基本法第十三條修正提案。

最終經委員會審議討論後,決定新增修訂為:「前項基金運用,應編列一定比例之經費推廣科學知識普及化,其執行辦法由中央科技主管機關定之」,相信此法案的修訂,得以保障發展科普的資源,以提升國人科學素養的軟實力。

但除經費保障挹注外,科普的發展仍仰賴全體科學社群的協力,與公私部門合理合適的協作方式。中研院史語所王道還研究員認為:「科普是科學社群承擔社會責任的實踐」。期許本次的修法,能加速科學研究、科學普及與科學素養橫向聯繫的建立。

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關心車輛安全一定要知道的兩個單位!車輛中心和車安中心有何不同?
PanSci_96
・2017/02/22 ・854字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 562 ・九年級
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  • 車輛中心,並不是大家想像的擁有強大公權力或是掌握車輛通過與否生殺大權的特權單位!圖/取自經濟部智慧財產局

你是否聽過「車安中心」跟「車輛中心」呢?一字之差,就天差地遠了!因車輛中心不斷被錯認、不清楚的民眾、媒體等張冠李戴,甚至有不利於事實之論證,故車輛中心特予澄清如下,分析說明給您知。

兩者隸屬不同單位、定位迥異、任務不同

車安中心,全名為,財團法人車輛安全審驗中心,簡稱 VSCC 車安中心,其為交通部法人,定位是執行審驗業務、核發安全審驗合格證、品質一致性查核、安全調查召回改正。

車輛中心,全名為,財團法人車輛研究測試中心,簡稱 ARTC 車輛中心,也就是俗稱的車測,其是經濟部法人,定位為科研機構,以協助產業進行技術建立與發展,並以所建立之研測能量同時協助政府相關法規檢測。

兩者有關係?有!僅在車輛安全管理上有從屬關係

車輛的生命週期可以「新車領牌」做前後區隔,領牌前屬對車輛製造到販售的「車輛型式安全審驗制度」,領牌後屬「使用中車輛管理」,領牌前後的主管機關均為交通部。

交通部交由車安中心負責執行「車輛型式安全審驗制度」,同時認可國內外共 52 家檢測機構(統計至民國 106 年 2 月),所以車輛中心僅是其中一家檢測機構,車輛中心僅是其中一家檢測機構,車輛中心僅是其中一家檢測機構(很重要,所以重複三次),廠商可自由選擇國內外合格檢測機構測試,在取得檢測機構出具的檢測報告後,轉向審驗機構車安中心(僅此一家,別無分號)申請審驗報告,並依此報告再向交通部申請安全合格證明核發。

而其他車輛管理制度尚包含經濟部能源局的耗能管理、環保署的噪音污染與排放污染管理等,車輛中心也僅是協助主管機關執行法規檢測的角色,是整體制度中的一環、小螺絲,非網路上鄉民、政論節目來賓所討論,是個擁有強大公權力或是掌握車輛通過與否生殺大權的特權單位;詳細我國車輛安全管理機制流程與分工可見附圖。

本文改寫自財團法人車輛研究測試中心新聞稿。

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