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沒有化石沒關係,從泥土也能取得尼安德塔人DNA!

寒波_96
・2021/05/11 ・4969字 ・閱讀時間約 10 分鐘 ・SR值 520 ・七年級

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最近十年,由遺骸取得古代DNA 的研究成為顯學,讓我們更深刻地認識人類與其他生物的演化歷史。遺骸之外,少數研究也由其他材料獲得 DNA,牙結石、鈣化結核、死海古卷(就是那個死海古卷!)、擦過古書頁面的橡皮擦屑屑,甚至是口香糖,都有成功的案例。[1, 2, 3, 4, 5]

泥土裡有古生物的 DNA?!圖/Is There DNA in Dirt?

最新發表的論文,則是由遺址中的泥土分離 DNA,拼湊出尼安德塔人部分的基因組。除了感嘆新技術出神入化,未來大有可為之外,對於尼安德塔人的大歷史,這項研究也帶來全新的視角。[6, 7, 8]

由遺址泥土取得目標 DNA

遺址中可以沒有化石,沒有石器,但是一定有很多很多土。生物去世以後 DNA 分解,都散落到周圍的土壤裡,假如遺址的地層中仍然存在化石,照理說 DNA 也有機會生還。

問題是,各種生物的 DNA 片段都可能留在土裡,非常不容易分辨。泥土取樣往往不是無法抓到,而是裡頭有太多動物、植物及微生物雜亂的 DNA。

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如此雜亂的樣本中,仍然有機會只分離出想要的特定 DNA,不過必需先設定好要抓誰,設計和目標序列互補的探針。

西班牙 Galería de las Estatuas 遺址內部。挖土!圖/參考資料 7

2017 年發表的論文在多處遺址,成功抓到多種動物,包括尼安德塔人的粒線體 DNA,證實從泥土中取得特定 DNA 片段是可行的。2020 年的論文則在青藏高原的夏河,白石崖溶洞的不同地層中,獲得丹尼索瓦人的粒線體 DNA。[9, 10]

然而,粒線體和細胞核是兩種獨立遺傳的單位,承載的資訊量差異極大。以人類來說,粒線體約有 16500 個鹼基對,細胞核內的染色體合計則有 30 億。可想而知,即使能捕獲粒線體的所有 DNA,相比於細胞核基因組也微乎其微,抓下 30 億個鹼基對的難度完全是不同次元。

所幸尼安德塔人和智人之間,遺傳差異可謂大同小異,為求便利,可以不用捕捉整個基因組,只要選擇尼安德塔人獨特的 DNA 變異,針對那些部分即可。

研究者根據這個思路設計探針,鎖定尼安德塔人基因組上 160 萬處可能的變異位置,假如泥土樣本中的 DNA 片段對得上,就會被抓下來進一步分析。

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遺址與樣本的地理位置,Chagyrskaya、丹尼索瓦洞穴位於中亞,Mezmaiskaya 在高加索,其餘遺址位於歐洲。圖/參考資料 6

深入探討的遺址有三處,中亞的丹尼索瓦洞穴及其西邊一些的 Chagyrskaya Cave,都曾經獲得過高品質的尼安德塔人基因組,適合作比較。兩處遺址取得的「泥尼」DNA,遺傳變異和當地已知的同類最接近,沒什麼意外,也證明新的取樣與分析辦法是可行的。

西班牙同地尼安德塔人,先後屬於不同遺傳族群

另一處遺址 Galería de las Estatuas(Estatuas)位於西班牙的東北部,可分為多層,年代介於 7 到 11 萬年前;出土約 500 件石器,皆屬於莫斯特風格(Mousterian)。此處應該曾經是尼安德塔人的家園,但是只留下一件殘缺的腳趾化石。

西班牙 Galería de las Estatuas 遺址的地層,及其內容。圖/參考資料 6

依照新的泥尼技術,成功由此處 4 個地層分離出尼安德塔人的 DNA,證實他們曾經長居此地。有趣的是:

較早和較晚的尼安德塔人,分別屬於不同的遺傳族群。

假如只有年代先後的 2 個樣本,乍看之下一定會是,一前一後的延續關係。不過古代DNA 研究至今,已經累積 18 位尼安德塔人(分別來自 14 處遺址),4 位丹尼索瓦人和 1 位半尼半丹(皆來自丹尼索瓦洞穴 1 處)的基因組,可以更精細地比較大家的親戚關係。

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西班牙 Galería de las Estatuas 遺址,較早和較晚的尼安德塔人,分別屬於不同遺傳族群。圖/參考資料 6

Estatuas 遺址年代較早的 pit I Layer 4 地層中,距今約 11.2 萬年的尼安德塔人,和德國的 Hohlenstein-Stadel、Scalding 遺址(距今約 12 萬年),還有丹尼索瓦洞穴較早的尼安德塔人(稱為 Denisova 5 或 Altai Neanderthal,生活在 9 到 13 萬年前之間某個時候),基因組最為接近,他們的共同祖先可以追溯到 13.5 萬年前。據此推論尼安德塔人,這段期間有過一波擴張與分化。

Estatuas 遺址年代較晚的 pit I Layer 3 地層距今約 10.7 萬年,而 pit I Layer 2、pit II Layer 2 又更晚一些。這 3 個地層的尼安德塔人,基因組最接近高加索 7 萬年前的 Mezmaiskaya 1,以及中亞 6 萬年前(或 8 萬)的 Chagyrskaya 8。估計他們的共同祖先能追溯到 10.5 萬年前,那時可能有過另一波擴張與分化

然而,距今 10.5 萬年過後的尼安德塔人們,全都衍生自 13.5 萬年前分家潮中的其中一支。也就是說:

尼安德塔人更早之前累積的遺傳多樣性,距今 11 萬年前過後,大部分都喪失了。在此之後的尼安德塔人,不論住在哪兒,遺傳上皆能追溯到差異很有限的一個分支。

根據基因組的差異,建構尼安德塔人之間的親戚關係。圖/參考資料 6

古人類學家早就注意到,距今 10 萬年內的尼安德塔人之間,型態差異相當有限,或許和這回得知的大滅團有關。

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除了遺傳與型態,超過 10 萬年前,各地尼安德塔人一度發展出的文化多樣性(如克羅埃西亞的鷹骨飾品),經此瓶頸之後,恐怕也損失慘重。

每過數萬年,尼安德塔人就面臨一次瓶頸考驗?

假如把十多萬年前西班牙尼安德塔人的興衰,視為「擴張—滅團—擴張」模式,非常有趣的是,此一模式也許不只上演一次。

根據粒線體 DNA 建構的演化樹,距今大約 7 萬年過後的尼安德塔人,似乎也自成一群,能追溯到更近期的共同祖先。倘若粒線體能代表每個年代,不同地點的尼安德塔人,那麼上述狀況反映出的是:

尼安德塔人的親戚關係,和年代比較有關,而不是地點。

處於同一個時間段,例如距今 4 到 7 萬年前之間的尼安德塔人,遺傳上也和這段期間的同類比較近,卻和住在同一地點,年代較早的尼安德塔人更加疏遠。

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最明確的實例是,4.3 萬年前住在高加索的尼安德塔人,和住在比利時,同為 4.3 萬年前的同類較為親近,反倒與 7 萬年前一樣住在高加索的尼安德塔人更疏遠。

一如更早之前,西班牙 10 多萬年前的尼安德塔人,和隨後高加索、中亞的人血緣較近,卻與同一遺址 11.2 萬年前的同類較遠。

根據粒線體的差異,建構尼安德塔人之間的親戚關係。圖/參考資料 6

尼安德塔人的擴張與萎縮,似乎和大環境變化關係密切,例如距今 10 萬多年前是氣候宜人的間冰期,傾向促進族群膨脹。

而距今 5.7 到 7.1 萬年前的冰河時期,天寒地凍下尼安德塔遺址的數量大減,分佈範圍大部份偏南。每經過一次類似的瓶頸階段,尼安德塔人或許便損失一部分遺傳多樣性。

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事後回顧,距今 4 萬年前左右,尼安德塔人面臨最後一次瓶頸,各地族群陸續消逝的逆境下,西班牙成為尼安德塔人最後的據點,之前幾次也是如此嗎?隨即尼安德塔人全面滅團,為什麼這回無法再次偉大?這些是人類演化史上,有待回答的重要問題。

泥土中的 DNA,將滋養更多演化樹!

當然這類擴張與萎縮事件有許多影響因素,不只和氣候變遷相關。另外,

雖然在奮鬥多年後累積不少遺傳樣本,現有的數量和代表性其實仍相當有限,無法支持任何肯定的答案。上述論點目前只能視為大膽的推理。

樂觀想,定序古代DNA 的技術成熟後,新的樣本不斷問世,如今又成功研發出「泥尼」技術,可能獲得基因組的範圍、數量都大大增加。尼安德塔人的演化大樹,可以預見將愈來愈完整。

探討人類演化史以外,新技術也能用於其他生物。最近便有一項研究,從墨西哥的遺址泥土中,獲得距今約 1.5 萬年的美洲黑熊(Ursus americanus),還有已經滅絕的大短面熊(giant short-faced bear,學名 Arctodus simus)部分基因組。[11]

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擴及其他生物,只是時間問題。令人回憶起帕波曾言:

「除了非常聰明的人之外,重大突破幾乎都伴隨重大的科技進展。」

延伸閱讀

參考資料

  1. Weyrich, L. S., Duchene, S., Soubrier, J., Arriola, L., Llamas, B., Breen, J., … & Cooper, A. (2017). Neanderthal behaviour, diet, and disease inferred from ancient DNA in dental calculus. Nature, 544(7650), 357-361.
  2. Devault, A. M., Mortimer, T. D., Kitchen, A., Kiesewetter, H., Enk, J. M., Golding, G. B., … & Pepperell, C. S. (2017). A molecular portrait of maternal sepsis from Byzantine Troy. Elife, 6, e20983.
  3. Anava, S., Neuhof, M., Gingold, H., Sagy, O., Munters, A., Svensson, E. M., … & Rechavi, O. (2020). Illuminating genetic mysteries of the dead sea scrolls. Cell, 181(6), 1218-1231.
  4. Goats, bookworms, a monk’s kiss: Biologists reveal the hidden history of ancient gospels
  5. Jensen, T. Z., Niemann, J., Iversen, K. H., Fotakis, A. K., Gopalakrishnan, S., Vågene, Å. J., … & Schroeder, H. (2019). A 5700 year-old human genome and oral microbiome from chewed birch pitch. Nature communications, 10(1), 1-10.
  6. Vernot, B., Zavala, E. I., Gómez-Olivencia, A., Jacobs, Z., Slon, V., Mafessoni, F., … & Meyer, M. (2021). Unearthing Neanderthal population history using nuclear and mitochondrial DNA from cave sediments. Science.
  7. Nuclear DNA from sediments helps unlock ancient human history
  8. DNA from cave dirt tells tale of how some Neanderthals disappeared
  9. Slon, V., Hopfe, C., Weiß, C. L., Mafessoni, F., De La Rasilla, M., Lalueza-Fox, C., … & Meyer, M. (2017). Neandertal and Denisovan DNA from Pleistocene sediments. Science, 356(6338), 605-608.
  10. Zhang, D., Xia, H., Chen, F., Li, B., Slon, V., Cheng, T., … & Fu, Q. (2020). Denisovan DNA in Late Pleistocene sediments from Baishiya Karst Cave on the Tibetan Plateau. Science, 370(6516), 584-587.
  11. Pedersen, M. W., De Sanctis, B., Saremi, N. F., Sikora, M., Puckett, E. E., Gu, Z., … & Willerslev, E. (2021). Environmental genomics of Late Pleistocene black bears and giant short-faced bears. Current Biology.

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
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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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「銅戈」有哪些獨特優勢和設計奧秘?上古中國區域互動有多複雜?——專訪中研院歷史語言研究所李修平助研究員
研之有物│中央研究院_96
・2024/04/15 ・6432字 ・閱讀時間約 13 分鐘

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本文轉載自中央研究院「研之有物」,為「中研院廣告」

  • 採訪撰文|林庭葦
  • 責任編輯|田偲妤
  • 美術設計|蔡宛潔

上古中國最常見的武器是「戈」?

說到中國的兵器,你可能會想到金庸武俠小說中的倚天劍、屠龍刀。事實上,我們熟悉的劍是從歐亞草原傳入中國。早在劍成為主流兵器前,在上古中國的戰場上,廣泛使用的兵器是青銅製的「戈」。中央研究院「研之有物」專訪院內歷史語言研究所李修平助研究員,透過研究殷墟出土的「銅三角援戈」,分析這些兵器之於墓主的意義,並解開晚商社會與區域互動的謎團。

中央研究院歷史語言研究所李修平助研究員,手上揮舞著仿銅戈模型,介紹源自上古中國的尖端兵器。
圖|之有物

在中央研究院歷史語言研究所的研究室裡,李修平助研究員揮舞著一把仿銅戈模型,一邊講解、一邊模擬商代士兵的作戰情形。

銅戈這類青銅器是用銅、錫、鉛為主的礦物冶煉鑄造而成,跟非金屬材料做的兵器截然不同。第一,銅戈相當鋒利,就算沒有正中敵人要害也會造成大量失血,攻擊效率極高。第二,石器要花時間打磨,但銅戈只要有夠多模具,就能大規模量產。第三,石器斷了就斷了,但銅戈就算鈍掉,磨一磨就能再用;就算爛掉,也能重鎔再製。

「銅戈彰顯了商代的軍事和科技實力,你不覺得這類兵器超猛的嗎!」李修平讚嘆古人的智慧,娓娓道來自己對銅戈與青銅器著迷的原因:

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青銅器的鑄造技術就像當代的半導體,是上古中國最尖端的科技!

的確,與石器、玉器或陶器相比,青銅器的製造技術更複雜,從開採礦物、冶煉金屬,乃至鎔鑄器物,整套製程都需要高超的知識體系和工藝技術。

此外,李修平更從銅戈觀察到複雜的區域互動關係。目前,學界普遍認為「戈」是中國本土發展出的兵器,源自黃河流域,並往四周流傳。而青銅鑄造則是來自歐亞草原的外來技術,傳入中國後逐漸本土化,被用來製作各式禮、兵器,也包括銅戈。

根據目前的考古發現,在被視為「晚夏時期」的二里頭文化(西元前約 1750 至 1520 年)、「早商時期」的二里岡文化(西元前約 1510 至 1300 年)就已出土少量的銅戈。到了中、晚商時期,銅戈不僅大量出現於黃河中游的小屯文化(包括「花園莊期」與「殷墟文化」,西元前約 1320 至 1050 年),更散布於上古中國境內各地。不同地區銅戈的形制變化與出土脈絡,成為考古學家研究上古中國區域互動的重要材料。

中央研究院歷史文物陳列館展出從殷商到東周時期的銅戈,從中可觀察銅戈形制的變化。到了西周中期以後,戈的形制逐漸固定,戈頭末端已普遍流行名為「胡」的延長設計,可增加鑽孔空間,方便穿繩將握柄牢牢綁在戈頭上。圖為東周的長胡戈。
圖|之有物(拍攝自中央研究院歷史語言研究所歷史文物陳列館)

考古學家如何還原文物身世?

銅戈基本構造圖解
圖|研之有物

在殷商時期,銅戈已是中國廣為使用的兵器,一支銅戈基本上具備:青銅製的「戈頭」、固定戈頭並可手執的「柲」、柲上端的「冒」,與柲下端的「鐏」。

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戈頭又可大致分為用來攻擊的「援」、支撐柲的「內」(常見的造型有直內、曲內、管銎),以及位於兩部位銜接處的「闌」(分為上闌、側闌、下闌)。

為了讓戈頭在作戰時不會從柲上脫落,會在「援」或「內」上設計稱為「穿」的孔洞,可穿繩將戈頭和柲綁在一起。後來更出現了合瓦形的「管銎」,是形狀如兩塊瓦片圍成的孔洞,可讓柲直接穿過戈頭固定。

銅戈的「內」常見的造型有:直內、曲內、管銎。
圖|研之有物(拍攝自中央研究院歷史語言研究所歷史文物陳列館)

在形態各異的銅戈中,李修平注意到一種形狀特殊、數量稀少的「銅三角援戈」。與一般銅戈相比,銅三角援戈的主要特徵為:援呈三角形、援末有長方形穿、無上下闌

銅三角援戈不僅造型特殊,更令人矚目的是,學者對於銅三角援戈的起源意見紛陳,目前至少包括「漢中盆地說」、「中原說」、「漢水流域說」與「涇渭三角地帶說」等不同說法。這也連帶影響其背後所反映的不同區域互動關係,形成眾說紛紜的局面。

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銅三角援戈基本構造圖解
圖|研之有物

根據目前的考古證據,在距今 3000 多年前的商代,銅三角援戈已見於上古中國各地,包括今日黃河流域的河南、河北、山東、山西、陝西,與長江流域的湖北、湖南與陝西南部等地。此外,殷墟所在的河南省安陽市,則出土近 20 件銅三角援戈。

為了藉由銅三角援戈此一個案,進一步探索商代複雜的區域互動關係,李修平首先分析史語所典藏的 4 件殷墟出土銅三角援戈。當中有 2 件「直內三角援戈」和 1 件「曲內管銎三角援戈」發現於洹河以西的小屯東北地(即一般所謂的「宮殿區」)。另有 1 件「直內三角援戈」發現於洹河以東的大司空村。

研究的起點,就得先從殷墟的地理位置,與文物的出土脈絡說起。

圖為 4 件銅三角援戈在殷墟的發現地
圖|中央研究院歷史語言研究所、李修平提供

殷墟是商代晚期的王都遺址,其歷史可追溯至距今 3000 多年前,位於今日中國河南省安陽市的洹河流域,佔地廣袤,遍布大大小小的遺址。

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史語所自 1928 至 1937 年間,陸續在殷墟進行 15 次考古發掘,在當年是首次由官方學術單位,在單一遺址中,進行長時間、大規模、系統性的考古發掘工作,奠定了中國考古學往後 90 餘年的發展。

為了尋找中國最早的文字──甲骨文,經過多年調查,史語所的考古學家前往安陽市西北部的小屯村,進行田野考古工作。由於小屯村以北發現大量的夯土台基,顯示此處曾是商代晚期的宮殿和宗廟的所在地,因而稱之為「小屯宮殿區」。此外,更在小屯宮殿區的西北方、洹河以北的侯家莊以北,發現了「西北岡王陵區」。

考古學家藉由解讀出土於殷墟的甲骨文,證實了歷史文獻上殷商王朝的存在。墓葬中更找到各式青銅製的禮、兵器,與《左傳》「國之大事,在祀與戎」的記載相符。毫無疑問,在不晚於殷商時期,「祭祀」和「戰爭」就是一個國家立足的根本。

1936 年春,史語所考古團隊在小屯村北的張家七畝地,發掘關鍵的 YH127 坑,出土 17,096 片記載殷商王室祭祀活動的甲骨。圖為工作人員正在將整塊埋有甲骨的土層挖出,準備裝箱運回南京的研究室清理。右方踞於箱上為李濟,其後穿淺色背心坐者為高去尋,其後為李景聃。
圖|中央研究院歷史語言研究所

在殷墟發掘的文物,皆有賴考古學家就其出土「脈絡」,還原身世背景。

除了觀察文物本身的形制、材質、刻紋等外在特徵之外,文物出土的地層、在遺址中的位置、周圍的其他遺存等,都是協助考古學家研究古人思想行為的關鍵。

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李修平舉例,一件銅器在遺址的不同地方被發掘,可能暗示它所處的不同生命週期。例如在作坊附近發掘,可能是半成品或廢料;在居住區發掘,可能是使用中的物品;在垃圾坑發掘,可能是毀棄品;在墓葬中發掘,則可能是陪葬品。

「戈」除了作為兵器,也可做禮器使用。圖為殷墟小屯宮殿區 331 號墓出土的「玉援銅內戈」,其援部是玉製,功能可能類似領導者手持的儀仗。
圖|研之有物(拍攝自中央研究院歷史語言研究所歷史文物陳列館)

從墓葬風格推算墓主身份地位?從戈的形狀看出區域互動可能性?

史語所典藏的 4 件殷墟出土銅三角援戈,有 3 件出自墓葬、1 件出自水井。首先,李修平從墓葬所在的位置、墓室的規模、陪葬品數量,以及是否有殉葬者,推測墓主的身分,與文物對墓主的個人意義。

舉例來說,直內三角援戈 R002108、R002109 皆出自小屯宮殿區的墓葬(這兩座墓葬的年代,均埋於「小屯宮殿區」形成之前)。雖然這兩把銅戈都做工精美、鋒利依舊,但出土墓葬的「排場」卻有所落差。

R002108 出自墓葬 M232,規模頗大,不但有殉葬者,還有眾多銅、石兵器,暗示墓主的身分地位與眾不同,生前可能有指揮作戰的能力。R002109 則出自墓葬 M270,規模較小、陪葬品也少,推測墓主在當地社群大概屬低階貴族。

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李修平指出,上述兩件「直內三角援戈」雖然都出自墓葬,但這兩件兵器對於它們的擁有者來說,意義可能大不相同。

對墓葬 M270 墓主來說,R002109 是他為數不多的陪葬品中相對珍貴的器物。反觀墓葬 M232 墓主,不只陪葬品豐富,胸前還放了一把比 R002108 更精美、鑲有綠松石的曲內銅戈。此外,就陪葬品放置的位置來看,M232 墓主可能重視鑲嵌綠松石銅戈,更勝於 R002108。

「直內三角援戈」R002108(上)、R002109(下)都出自墓葬,風格各具特色,但從出土脈絡推測,這兩件兵器對於它們的擁有者來說,意義可能大不相同。
圖|研之有物(拍攝自中央研究院歷史語言研究所歷史文物陳列館)

此外,李修平也透過分析出土脈絡,為大司空村發掘的「直內三角援戈」R015552 拼湊出不同身世。

R015552 的前鋒圓鈍、內上沒有可穿繩的孔洞,作戰時戈頭容易與握柄分離。因此,李修平推測,這把銅戈可能不是實用兵器,而是作為儀杖或有其他用途。

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此外,R015552 所在的墓葬位於殷墟的「東部工業區」,該地已發現生產各式骨器、陶器的作坊,或許也鑄造銅器,而此墓葬的位置正好位於骨器作坊的範圍。

因此,墓主的身分地位和所屬社群,可能與小屯宮殿區的政治菁英較遠,而與大司空村南地的工匠社群較近。

「直內三角援戈」R015552,發掘自大司空村墓葬,當地在商代晚期是作坊區,因而推測墓主身分應與工匠社群有關。
圖|研之有物(拍攝自中央研究院歷史語言研究所歷史文物陳列館)

另一方面,李修平也從造型特殊的「曲內管銎三角援戈」R002130,觀察到區域互動的可能性。

R002130 的出土地點特殊,位於小屯宮殿區北部的一處水井內。這座水井出土的考古遺存數量豐富、材質多元,包括占卜用的甲骨、銅渣(代表附近可能有鑄銅活動),以及至少 21 件青銅兵器與工具。李修平推測,這些青銅器物的擁有者可能是生活或服務於小屯宮殿區的人員。

為什麼說「曲內管銎三角援戈」反映出區域互動的可能性呢?

首先,在二里頭文化時期至小屯文化時期,中原地區(黃河中下游、今日中國河南省一帶)出土的銅戈,其援部大多呈長條形,外觀呈現三角形者相對較少。如前所述,援部呈三角形的銅戈,究竟源於何地,仍有進一步討論的空間。

此外,能插入握柄的管銎設計,是北方式青銅器的特色,殷墟雖然有出土管銎銅戈,但數量遠不及無管銎設計的銅戈。

最後,曲內設計是中原地區銅戈常見的造型,最早見於二里頭文化時期,但融合「三角形援」和「曲內」這兩種設計的銅戈卻非常罕見。

李修平認為,「曲內管銎三角援戈」展現了各地物質文化元素在晚商王都交融的現象,也體現了商代工匠勇於實驗各種創新的銅戈設計,致力打造出能讓戈頭和握柄緊密結合的完美兵器。

「曲內管銎三角援戈」R002130,展現各地物質文化元素在晚商王都交融的現象,也體現商代工匠勇於實驗各種創新的銅戈設計。
圖|中央研究院歷史語言研究所(擷取自李修平,〈從考古脈絡論史語所藏殷墟出土銅三角援戈〉;施汝瑛拍攝)

「研究史語所收藏的殷墟出土銅三角援戈,只是研究的起點。」李修平表示:「直到今日,殷墟的考古工作已持續進行約 100 年,不僅累積龐大的材料,更發現種類豐富的『舶來品』。此外,在上古中國境內各地,也陸續發現五花八門的外來遺存。換句話說,運用脈絡比較分析法來研究上古中國的區域互動,其實才正要起步。」

跳脫「華夏中心史觀」!區域互動有多複雜?

李修平自 2020 年起,接手史語所安陽工作室的主持工作,他試圖跳脫「華夏中心史觀」,將上古中國的區域互動關係進行更細致的梳理。
圖|研之有物

「區域互動」的研究看似有很多材料可做,但李修平坦言,如果單純相信眼前的證據,很可能會誤入陷阱。

舉例來說,假設 3000 年後,外星人來到地球考古,發現臺灣是全世界晶片製造廠最密集的地方,他們可能會以為臺灣是半導體的發源地,但其實真正的發源地在美國。光是當代社會的物質文化都能推敲出多種可能,要推斷 3000 年前殷墟文物背後的區域互動關係,就更加困難。

李修平進一步指出,在中國考古學的研究中,當墓葬中出土了外來遺存,經常採用較籠統的說法。例如,某地「影響」了某地,又或者兩地之間存在某種「關係」,但詳細原因無法具體說明。特別是進入了夏、商、周時期,「華夏中心史觀」成為詮釋區域互動的基本預設。

其中一個例子,就是被學界視為夏朝晚期的二里頭文化與周邊地區的關係:一般認為,二里頭的物質文化就像太陽般輻射四方,只要在周遭地區看到類似的物質文化,很可能就是受到二里頭的「影響」。

「但這樣的論述其實有待商榷。」李修平點出爭議:「只因為看到這邊出土的陶器跟二里頭的陶器類似,就能斷定它被二里頭「影響」嗎?物質文化流傳的動力,是文化?是政治?是經濟?還是偶然的巧合?又或者是其它多重、複雜的因素?」

有關區域之間的「互動關係」,其內涵充滿各種可能性,諸如交換、模仿、貿易、移民、戰爭或殖民等原因,真相並沒有那麼單純。

因此,自 2020 年接手史語所安陽工作室以來,李修平就試圖跳脫「華夏中心史觀」,將上古中國的區域互動關係進行更細緻的梳理。

然而,研究過程並不容易,因為做研究必須跟著材料走,而不是跟著既有的、主流的論述走。如果有新的材料出土,就要接受已有的認識很可能被挑戰、甚至推翻的可能性。

「現代社會都這麼複雜了,古代社會也有它複雜的一面。」李修平望著眼前正在進行的研究,僅管還有許多難題未解,卻擋不住他躍躍欲試的心情。

「新的考古材料持續出土,不斷更新我們對古代世界的認識。儘管如此,考古學家仍要竭澤而漁,盡力蒐羅所有材料,試圖在相對穩固的基礎上,還原古代社會的複雜性,並提出比較合理的解釋。這是我做研究的基本態度。」

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臺灣南部的特殊陣頭?化妝遊行變成消災解厄的行動神靈?由數名神童組成的百足真人?蜈蚣陣的前世今生——專訪中研院臺灣史研究所謝國興研究員
研之有物│中央研究院_96
・2024/04/01 ・6312字 ・閱讀時間約 13 分鐘

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本文轉載自中央研究院「研之有物」,為「中研院廣告」

  • 採訪撰文|郭令鈞
  • 責任編輯|田偲妤
  • 美術設計|蔡宛潔

數名神童組成的特殊陣頭?

臺灣一年到頭有許多熱鬧的遶境活動,在臺南曾文溪流域流傳一種可愛又傳奇的「蜈蚣陣」,在看不到盡頭的閣枰上,坐著一個個身著華袍、臉帶妝容的孩童,長長的隊伍在村莊或廟宇之間繞行。這種特殊的陣頭究竟從何而來?中央研究院「研之有物」專訪院內臺灣史研究所謝國興研究員,帶我們認識蜈蚣陣的由來,並分享多個別具特色的蜈蚣陣,感受民間信仰與地方文化融合的魅力!

臺南土城香蜈蚣陣,由青草崙紫金宮組陣,木製蜈蚣頭供奉於聖母廟觀音佛祖殿。
圖|許評註 攝影

透過擲筊決定人選?能夠消災解厄的百足真人?

今日的曾文溪在艷陽照耀下顯得水光瀲灩、整治有度,沙洲上的菅芒迎風搖曳,溪上橫跨著西港大橋,在晴空中跨出一彎弧線。

以西港大橋為起點,沿著臺 19 線驅車北上,會先後經過西港、佳里、學甲,三座市鎮分別擁護著三個信仰中心:西港慶安宮、佳里金唐殿與學甲慈濟宮。這些曾文溪下游的廟宇,多數每隔三年會舉辦一次大遶境(慈濟宮則是每四年一次),稱為「刈香」或「香科」。

刈香的最大看點無非是精彩的陣頭,多半由境內各庄自組而成,傳承久遠、訓練有素。例如慶安宮的西港刈香,據說從 240 年前的乾隆年間就開始舉辦,2024 年適逢甲辰香科,若在初夏時節造訪,可見到文武陣頭輪番登場,宋江陣、八家將、大鼓花陣、牛犁歌陣、天子門生……,從大場面到小細節,全是當地人的用心經營。

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眾多陣頭中,很難不注意到一種名為「蜈蚣陣」的陣容。裝飾蜈蚣頭尾的隊伍從遠處浩蕩而來,待到走近後發現,實為一節節綿延不絕的閣枰,每節枰上都坐有孩童,各個身著華袍、臉帶妝容,扮演不同的歷史人物或傳奇角色。

在天真的年紀,有些孩子享受自如、有些坐得難耐、有些早已睡得東倒西歪。如果他們記得的話,會朝群眾丟出一把平安糖,眾人會爭相接住這份可愛的祝福。

蜈蚣陣貌似歡愉可愛,其實擔任蜈蚣神童和身為神童家長是非常累人的苦差事。刈香期間半夜兩、三點就得起床化妝,趕在清晨五、六點出陣。家長們還得隨侍在側、幫忙推動車架。幾百人每天繞境超過 12 小時,有時頂著豔陽、有時冒著風雨,回到自家廟宇往往已是深夜,沒休息幾個小時,隔天又得繼續同樣行程。

即便過程辛苦,家長們依舊熱衷參與,每當廟方公開徵求神童,往往引發報名盛況,常遇到一個角色有多人競爭,還要透過擲筊來決定人選。據信神童能得到神明保佑、平安長大;蜈蚣陣也是世代傳承的記憶,許多家長小時被父母抱上蜈蚣陣,現在為人父母,也想將這份傳統延續下去。

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此外,民眾普遍相信,蜈蚣陣是個巨大的行動神靈,擁有消災解厄的強大能力。例如西港的蜈蚣陣擁有「百足真人」的封號、學甲的則稱為「蜈蚣公」,刈香遶境時,民眾見其停駕休息會來「鑽蜈蚣腳」,有些途中的民家會臨街祭拜,希望替全家求個平安。

臺南西港香蜈蚣陣,結束三日遶境,返回慶安宮作最後巡禮。
圖|劉家豪 攝影

蜈蚣陣如何變成當今的模樣?

究竟蜈蚣陣這種特殊的陣頭是從何而來?為何在臺灣南部鄉鎮受到熱烈擁護,在其他地方卻不見蹤影?中研院臺灣史研究所謝國興研究員在兩岸田野調查十多個年頭,研究民間信仰的流變與傳承,與我們侃侃而談蜈蚣陣的由來。

中研院臺灣史研究所謝國興研究員
圖|之有物

根據謝國興的研究,蜈蚣陣的前身「藝閣」源自九龍江出海口的漳州與廈門地區,在清領臺灣時期,由漢人移民將純粹鬥熱鬧的廟會藝閣文化引進臺灣,經過數代傳承、與地方風俗結合後,發展出今日具宗教意涵的蜈蚣陣。

早在明代陳懋仁的《泉南雜志》就有記載,泉州地區自古有「以姣童妝扮故事」的廟會遊行,大人們「以方丈木板搭成檯案,索綯綺繪,週翼扶欄,置几于中,加幔於上」,孩童們就身處華麗的閣枰之上由人扛抬遊行。

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此外,清末民初李禧的《紫燕金魚室筆記》描寫廈門地區的廟會,也提到一種名為「蜈蚣棚」的藝閣:「蜈蚣棚者,搭木條如橋狀,木條相接處鑿圓孔,中貫以軸,木條能轉折自如,軸長數尺,以壯夫撐于肩上,棚長一二丈不等,棚上以童男女扮故事,龍頭鳳尾,遊行道上,活動如蜈蚣,故俗以是名之。」

文中的蜈蚣棚看似與曾文溪的蜈蚣陣相近,但在外觀上以「龍頭鳳尾」裝飾,應是從舞龍陣演變而來。之所以名為「蜈蚣棚」主要是因為抬推閣枰的人數眾多,從遠處望去宛如蜈蚣百足。

時至今日,漳州與廈門地區依然可見到類似隊伍,現今普遍稱為「蜈蚣閣」,幾乎都是龍頭龍尾、還有持龍珠的人作前導。其中最具代表性的當屬 2011 年入選中國非物質文化遺產的「廈門海滄蜈蚣閣」,藝閣上特別以彩綢裝飾三層小亭閣,雕琢精巧、華麗繁複,可說將藝閣的特色發揮到極致。

廈門海滄鍾山水美宮蜈蚣閣
圖|謝國興 攝影

為什麼蜈蚣陣在曾文溪附近特別盛行?

蜈蚣閣剛傳入臺灣是何種樣貌?清領時期少有文獻可供查考,日治時期的報紙則可看到蜈蚣閣在民間廟會、神社慶典、官方典禮中上演,地點遍布艋舺、大稻埕、宜蘭、新竹、彰化、嘉義等地。

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然而,藝閣歸藝閣,今日臺灣南部這些有神靈附體、蜈蚣頭尾的蜈蚣陣,又是怎麼來的?謝國興認為祂們都源自一個古老的傳說。

西漢成書的《淮南子》這麼介紹蜈蚣:「其性能制蛇,忽見大蛇,便緣而啖其腦。」古人普遍視蜈蚣為蛇的剋星,臺灣早期的漢人移民也有此認知,想到用蜈蚣陣剋制某種如蛇的天災。

1930 年代曾文溪整治以前,經年泛濫成災,還不時改道沖毀村里,雖然帶來肥沃的沖積平原,但百姓的田宅家屋常毀於一旦。當地人形容曾文溪就像一尾「青盲蛇」(又稱「青暝蛇」)般胡亂流竄,更傳聞有蛇精在溪中作怪。

在「蜈蚣剋蛇」的認知下,鄉人逐漸把「蜈蚣閣」轉化成代表神靈的「蜈蚣陣」,祈求祂能對治造成溪水氾濫的蛇精。

原為增添廟會熱鬧的蜈蚣閣,變成具有宗教儀式的蜈蚣陣後,重點轉為對蜈蚣的神性想像,不僅簡化了閣枰上繁複的裝飾,原來的龍頭龍尾也大多改成蜈蚣頭尾,更加體現蜈蚣意象。

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西港、學甲、佳里著名蜈蚣陣各有什麼特色?

蜈蚣神靈一開始在何時、何庄、何廟現蹤已難以溯源,但可以確定的是,一旦有地方開始運用宗教儀節,就會吸引其他地方跟進,到了日治後期,臺灣多地的蜈蚣閣已有明顯的神靈化特徵。

當前的曾文溪雖已整治完畢,但蜈蚣陣早已內化成臺灣百姓的文化記憶,在青盲蛇曾肆虐的土地上,祂還繼續行進。根據謝國興的考察,近二十年間尚在出陣的蜈蚣陣約有十陣,多數集中在臺南曾文溪流域、鹽水溪流域,以及臺南、高雄交界的二層行溪下游村莊。

歷史最悠久?唯一家族世襲的蜈蚣陣?

西港香蜈蚣陣在學甲寮慈興宮進行「蜷廟三圈」儀式
圖|黃文博 提供

其中歷史最久遠的,當屬西港刈香的蜈蚣陣,已世代流傳兩世紀之久。大約一百多年前(1914 年前後)曾文溪改道,原來負責籌組蜈蚣陣的庄頭蚵壳港,遭到洪水沖毀,居民遷居到現今曾文溪南岸的公塭和溪埔寮等地。

雖受水災重創,但眼見「西港香」即將到來,兩庄居民排除萬難,大夥架起閣枰、父母帶上孩童,再次扛起蜈蚣陣行走西港。此後每三年一科延續至今,按時出陣已成為當地人的驕傲。

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西港蜈蚣陣的最大特色是世襲制的蜈蚣神童,不同於其他廟方公開徵求,西港蜈蚣神童的角色與位置都是由各家傳承下來。

每次香科一到,家族中的適齡孩童就會著裝上陣,許多小小冠帽和袍服已流傳數代人,穿戴在神童身上時常勾起全家人的兒時回憶。

西港蜈蚣陣還有一項特殊人設,祂是玉皇大帝赦封的「百足真人」,每次出陣前都由公塭萬安宮的主神為蜈蚣頭尾開光,恭請百足真人入靈,接著前往西港慶安宮參加刈香前的開館儀式。

其他陣頭(如宋江陣、八家將)的開館是在廟前施展陣法,唯獨蜈蚣陣是「蜷(khûn)廟三圈」,接受千歲爺的認可、領令出發,這種獨特的開館又稱為「架枰」。

儀式完成後,家家戶戶就會推著小孩浩蕩而行。遶境之時,蜈蚣陣走在最前,遇庄穿庄、遇廟蜷廟,不用遷就其他陣頭的路線。穿庄是要帶走鄉境的瘟疫,蜷廟是要淨化聖域,境內許多廟宇在建造時就已預留四周空間,方便將來蜈蚣陣蜷廟祈福。

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西港刈香遶境四天,圓滿結束後,萬安宮的執事人員會將蜈蚣頭尾取下、火化送神,彷彿百足真人升天而去,人間的不幸與災禍也隨之化消在空中。

用扛的才叫陣頭?唯一保有龍頭鳳尾造型的百足真人?

學甲香蜈蚣陣,是臺灣唯一尚在出陣、保有龍頭鳳尾造型、全程人力扛抬的蜈蚣陣。
圖|謝國興 攝影

另外一隻歷史悠久的蜈蚣陣,出現在學甲慈濟宮的刈香活動中。慈濟宮是臺灣保生大帝信仰的首廟,香火來自現今漳州市的白醮慈濟宮,因此每年保生大帝誕辰前,學甲都會舉行「上白醮」活動。在蜈蚣陣與其他陣頭的開路下,保生大帝來到將軍溪畔的白醮亭,鄰水遙祭祖廟。

由於上白醮繞境時間僅一天,無法涵蓋學甲十三庄,所以每四年會舉辦盛大完整、歷時三天的「學甲刈香」,當然蜈蚣陣也必然出場,遊走於學甲全境。

學甲蜈蚣陣由後社集和宮籌組,據說已有一百多年歷史。最驚人之處在於,祂完全由人力扛抬,因為學甲當地認為,用推的只是藝閣,用扛的才叫陣頭。

學甲蜈蚣也有自己的人設,相傳祂是青龍神轉化、協助保生大帝平亂有功的「蜈蚣公」。不同於其他蜈蚣陣紙糊的蜈蚣頭尾需要開光點眼,蜈蚣公擁有木製的龍頭鳳尾,常態供奉在集和宮,出陣前裝上蜈蚣陣,前往慈濟宮拜廟,拜廟時會在廟埕繞行三圈,圈中經常擠滿想讓蜈蚣公消災解厄的民眾。

學甲蜈蚣是臺灣唯一尚在出陣、保有龍頭鳳尾造型的陣頭,顯然與漳州、廈門的蜈蚣閣同一淵源,但堅持人力扛抬,又凸顯臺灣人將蜈蚣陣視為神明的代表。

金氏世界紀錄認證?最長蜈蚣陣?

臺南佳里蕭壟香蜈蚣陣
圖|劉家豪 攝影

若是講到蜈蚣陣的長度,學甲蜈蚣陣有 36 位神童、西港蜈蚣陣約 70 位上下,佳里的蜈蚣陣則一口氣來到 108 位,還先後受到兩次金氏世界紀錄認證──世界最長遊行花車。

佳里的香科稱為「蕭壟香」,由佳里金唐殿主辦,從清代就開始刈香,但在日治時期中斷,直到 1987 年才恢復每三年一次的香科。

蕭壟香的蜈蚣陣每回需動用 108 名蜈蚣神童,分別扮演 36 天罡與 72 地煞,曾在 2011 年以 201.8 公尺,獲金氏世界紀錄認證。

輸人不輸陣,輸陣歹看面!佳里另一隻蜈蚣陣由番仔寮應元宮主導,同樣也是 108 人,雖然不是蕭壟香的一部分,也不定期出陣,但在同一年再以 204.538 公尺,打破金唐殿的世界紀錄。應元宮的蜈蚣陣也是純人力扛抬,當年動員了南部各縣市轎班,約 1800 名壯漢分四班輪扛。

2011 年,佳里番仔寮應元宮蜈蚣陣,總長 204.538 公尺,打破金氏世界紀錄。
圖|王素滿 攝影

謝國興指出,應元宮的蜈蚣頭也相當程度地保留龍頭外型,出陣時前方有人操弄「蜈蚣珠」引導前進,這些細微之處反映臺灣蜈蚣陣傳承自華南原鄉的痕跡。

是什麼力量讓傳統文化流傳百年?

謝國興投身臺灣民間信仰研究將近二十年,長期的田調蹲點讓他深刻體會宗教活動對於常民生活的重要性。
圖|之有物

蜈蚣陣只是臺灣眾多陣頭之一,其他還有宋江陣、金獅陣、白鶴陣等,都是謝國興經年累月的研究重點。

2005 年,謝國興偶然造訪臺南鹿耳門天后宮的媽祖出巡,無意間目睹兒時記憶中的宋江陣,感動之餘,身為歷史學者的他不禁想問,是什麼力量讓人們持續體現百年前的文化?

為了解開心中的疑惑,原先研究社會經濟史的謝國興,轉而投身臺灣民間信仰的研究與記錄工作,將近二十年的長期田調讓他深刻體會:

宗教是生活中永遠的需求,因為人總有無助、需要心靈支持的時候,這就是為何時代進步,來拜拜的人並沒有減少。

這些長遠的文化記憶早已深植於常民生活之中。雖然現代社會大家平日忙於上班上課,只能利用零星的休息時間籌組陣頭,但是共同奮鬥的經歷凝聚了村民對家鄉的認同,獲得肯定的陣頭也讓參與者倍感驕傲。

此外,大型宗教活動也是村民聯絡感情的最佳時機,多年一次的刈香建醮,讓廟際、家族、外地親友有了相聚的契機,常常一起請總鋪師辦外燴,輪流請對方來吃辦桌,是非常有人情味的表現。

這些細膩觀察,來自謝國興「比氣長」的田調精神:「田調是一種長期的交陪,必須讓當地人接納你,而不是感覺自己只是一個被研究對象。」

在訪談過程中,謝國興與我們分享他撰寫的書籍、拍攝的紀錄片,當中許多受訪者都是認識十多年的鄉親。「在戲棚下站得夠久才看得到最精彩的」,謝國興這麼形容長期蹲點的重要性。

當然,戲棚下也有我們看不到的艱辛之處,例如西港刈香在活動一年半前就會開始籌備,為了記錄到完整過程,團隊也要跟著參與整個儀式與繞境活動。有些建醮選在深夜出巡、半夜燒王船、法事直到清晨才結束,為了記錄到關鍵儀式,團隊必須通宵拍攝記錄。

但一切的辛苦都是值得的,翻開謝國興的著作,可以看到詳盡的史料佐證習俗的傳承演變,習俗的轉變又反映社會、經濟、文化的巨觀變遷。研究團隊拍攝的紀錄片,在活動紀實中適時穿插人物訪談與專家講解,輔以精美的動畫,更能看出歷史與文化的縱深脈絡。

謝國興談到自己當前的願景:

人們常常不了解生活中的文化現象和背後意義,讓大家正確認識我們的民間文化,是我正在做的事情。

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溫室效應有救了?把二氧化碳埋進地底吧!  
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/03/25 ・1389字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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本文由 台灣中油股份有限公司 委託,泛科學企劃執行。 

近年全球對於氣候變遷的關注日益增加,各國紛紛宣布淨零排放(Net Zero Emissions)的目標,聯手應對氣候變遷所帶來的挑戰。淨零排放是指將全球人為排放的溫室氣體量和人為移除的量相抵銷後為零。而「碳捕存再利用技術(Carbon Capture Utilization and Storage,簡稱 CCUS)」技術被視為達成淨零重要的措施之一。 

CCUS 示意圖。圖/INPEX CCS and CCUS Business Introduction Video 2022 

「碳捕存再利用技術 CCUS」是什麼? 

CCUS 技術可以有效地將二氧化碳從大氣中捕捉並封存,進而減少溫室氣體的排放。CCUS 包含捕捉、運輸、封存或再利用三個階段,也就是將二氧化碳抓下來,並且存起來或是轉換成其他有價值的化學原料。關於如何捕捉二氧化碳,可以參考我們先前拍的影片《減碳速度太慢?現在已經能主動把二氧化碳抓下來!?抓下來的二氧化碳又去了哪裡?》。 

至於捉下二氧化碳之後,該存放在哪裡呢?科學家們看上一個經過數千萬年驗證、最適合儲存的地方——地底。沒錯,地底可不只有石頭跟蜥蜴人,只要這些石頭中存在孔隙,就可以儲存氣體或液體。最常見的就是天然氣與石油。現在,我們只要將二氧化碳儲存到這些孔隙就好。 

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封存的地質條件也很簡單,第一,要有一層擁有良好空隙率及滲透性的「儲集層」,通常是砂岩。第二,有一層緻密、不透水且幾乎無孔隙的岩石,用來阻擋儲集層的氣體向上逸散的「蓋層」,常見的是頁岩。只要儲集層在下,蓋層在上,就是一個理想的儲存環境。 

臺灣哪裡適合地質封存? 

臺灣由東往西,從西部麓山帶、西部平原、濱海到臺灣海峽,都有深度達 10 公里的廣大沉積層,並且砂岩與頁岩交替出現,可說是良好的儲氣構造。 

至於臺灣適合封存二氧化碳的地點,有個很直接的作法,就是參考石油、天然氣的儲存場域就好,也就是所謂的「枯竭油氣層」。將開採過的天然氣或石油的空間,重新拿來儲存二氧化碳。而臺灣的油氣田,主要集中在西部的苗栗與臺南一帶,在 1959~2016 年,累計產了 500 億立方公尺的天然氣,和超過 500 萬公秉的凝結油。 

臺灣油氣田位置圖。圖/《科學發展》2017 年 6 月第 534 期
鐵砧山每年封存 10 萬噸二氧化碳(相當於通霄鎮 1/3 人口一年的二氧化碳排放量)。圖/台灣中油

而至今這些枯竭油氣田,適合來做二氧化碳的封存。例如苗栗縣通霄鎮的鐵砧山是臺灣目前陸上發現最大的油氣田,不只是封閉型背斜構造,更擁有厚實緻密的緻密蓋岩層。在原有油氣田枯竭後,從民國 77 年開始轉為天然氣儲氣窖利用原始天然氣儲層調節北部用氣的方式,已持續超過 35 年。因此中油也正規劃在鐵砧山氣田選擇合適的蓋層和鹽水層,進行小規模的二氧化碳注入,作為全國首座碳封存的示範場址。並同時進行多面向的長期監測,驗證二氧化碳封存的可行性與安全性。 

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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