科學人2013年11月號NO.141

一、慈悲心，法理情，智慧型放生上路(農委會林務局企劃)


有時候當你認為政府機構都在浪費老百姓的納稅錢時，他們又會製定出相當令人激賞的政策來「解決」問題。這篇企劃案就如此。不管最終我們這個慢半拍無效能光說不練的政府是否作的到，但能有這樣的「想法」出來，就該給他們拍拍手鼓勵一下了不是嗎?


「放生」這種觀念在佛道教徒中都有，這個應該是出自「眾生有情，皆有佛性」這個概念下的產物，也許更早一些婆羅門們是在避免過度獵殺導致物種滅絕這樣概念下，所產生的一種宗教儀式。但後來者已不解當年宗教原始初衷，只管行禮如儀，反而造成自然界生態環境無可彌補的災難。


台灣放生儀式主要集中在佛教徒團体，所造成的問題如下：

• 商人故意獵補或者網捉野生動物，再拿到放生市場中交易換取金錢，而且循環重複不斷的抓放，以致於野生動物受傷致死者眾多，相當殘忍，有違放生之原意。

• 被放生的物種未必適合當地環境及時令，通常無法存活，在放生後不久即大批死亡或遭吞食。

• 若引入外來種，就可能完全改變當地生態環境，造成莫大浩劫，例如福壽螺的引進就是，更別提一堆人引進毒蛇放生，可能傷及無辜行人的生命。

• 當放生市場變成一個龐大商業市場時，就會產生許多防疫上的漏洞，例如引進有帶有狂犬病的鼬獾等，這可能就轉化為公衛上的大災難。

所以這篇企劃案中特別言及2011年財團法人台北福智佛教基金會(http://buddhism.blisswisdom.org/)學員參與南投集集農委會「特有生物研究保育中心野生動物急救站」現場野放二隻受傷白頭翁的過程，學員們給這二隻白頭翁皈依祈福，並為牠們重回大自然生活獻上祝福。

特有生物研究保育中心野生動物急救站

白頭翁

上述「特生急救站」的詹芳澤醫生表示，野放動物必需選對季節與時間，每次野放的數目即使是「特生急救站」也只有2~3隻，不可能一次幾千隻，這樣才能讓動物從容飛翔，獲得尊重與重生。所以詹醫生認為放生除了量以外，品質也很重要。特別是「特生急救站」在經費不足下，佛教團體願意伸手援助參與動物的救援工作，使單純的放生行為能延伸到動物保的護及保育方面，令人非常感動。


無獨有偶，佛教僧伽醫護基金會(http://www.sangha.tw/)每年舉辦三次放生活動，也秉持環保與護生的原則，希望推動事前經過仔細評估，事後能監測追蹤作科學研究的細緻化多重目的放生。10多年前，僧伽醫護基金會即朝生態和平方向參與放生，所以每次放生活動前都請教專家及學者，考慮季節及能放生的動物種類等條件，才進行放生儀式，才不會破壞原有生態環境的食物鏈。且在放生儀式完畢後，開始淨灘或者淨山活動，讓參與放生活動的大人小孩都瞭解人、動物與大自然生態環境和諧的重要性。


清華大學生命資訊與結構生物研究所(http://sb.life.nthu.edu.tw/about/super_pages.php?ID=aboutsb3)教授曾晴賢也呼應「智慧型放生」，例如市場上販賣的台灣原生鰻魚(白鰻或鱸鰻)是天然繁殖後之魚苗，經過人工一段時間養殖而成，能夠將牠們從人類口中救下來，放回大自然當然是好事；但如果人工養殖的是外來種魚類或者其它外來種野生動物的話，就千萬別放生，會造成生態環境的災難。

清華大學生命資訊與結構生物研究所

白鰻

鱸鰻

曾教授說，台灣有很多海洋定置網(Trap net)業者，每天都會誤補到海龜、鯨豚或者是鯨鯊之類海洋動物，如果有宗教團體願意幫忙救下這些無辜海洋動物免入人類口腹之慾中的話，自是功德一件。

海洋定置網(Trap net)

海洋定置網(Trap net)

海龜(Sea turtle)

Cetacea (鯨豚)

Rhincodon typus(鯨鯊)

佛教僧伽醫護基金會執行長會宗長老表示，多年來經過宣傳，放生方式已有改善，若有違公共安全的部份，目前有法律可管。但與其立法管制放生，不如開輔導之門，透過宗教團體的力量，向信眾說明及宣導鼓勵正確的放生觀念及方式。另一方面，會宗長老建議政府在北中南規劃可以放生的沼澤及濕地，或讓放生的團體參與森林的認養與保育，讓放生儀式轉型，與政府進行生態護生的合作，使得國內行之有年的放生儀式，可以往「護生」方向走，兼顧情理法三面。


林務局通篇企劃案的意思是希望將宗教放生儀式、種物個體保護及保育、生態環境維護及公衛安全等不同面向的需求及聲音給整合起來，讓未來修法更能符合台灣社會所需，讓我們整體環境更合諧健康。


所以我說這是很好的想法，但空有立法如果沒有執行的方式，那良法美意仍為枉然。這是習於紙上作業的公務員們應該注意的事情，這不是參加考試，只要筆試、口試過關就行的，社會人民宗教團體都在看政府部門的「作為」，也就是說你除了說及企劃案外，有沒有實際執行的能力？執行力來自於你對整體環境的瞭解，接下來是溝通不同部門及立場人的意見，最終才是彙整處理，形成真正的執行方案及細節。


不過，就如同D那個老頭子常常講的，台灣的教育制度會訓練出很好的文案高手，但講到執行面，他就嘿嘿嘿給你很不屑的嘴臉看了，事實是否如D這個老頭子所料，就得看林務局本身的表現咯，我可是很給你捧場的幫你宣傳了，但最終能不能形成格局就得看林務局的執行能力了。


二、不法添加物哪裡逃？(食品添加物可由消費者自行檢測)


名詞解釋：


1、氣相質譜儀(Gas chromatography–mass spectrometryInstrument；GC-MS)：


這是一種利用氣體液體套色和大量光譜去辯識出送測樣品中所含物質為何的一種分析儀器。主要用於藥物檢測( drug detection)、火災鑑定(fire investigation)、環境物質分析(environmental analysis)、爆炸物鑑別(explosives investigation)及不知名樣品的辯識(identification of unknown samples)。


GC-MS也被用於機場保安上，可檢測出存在於行李及人體中的特定物質。另外，GC-MS還可以用於追蹤已揮發或者離體但目前仍微量存在的物質(trace elements)。


GC-MS已經被廣泛地用在刑事犯罪物質鑑識中，成為黃金準則之一，主因為其適用於「特定物質檢測」(a specific test)。


所謂「特定物質檢測」就是能在一個給定的樣本中，識別出某個特定物質確實存在的事實。而相對的所謂「非特定物質檢測則」(A non-specific test)只能指出給定樣本中有哪類物質存在(我註：指大類catalog)。儘管「非特定物質檢測則」能夠用統計方法提示告知該物質具體可能是那種物質？但無法給予明確的答案。

GC-MS(氣相質譜儀)

GC-MS運作概要圖

GC-MS作出之分析圖

 2、液相質譜儀(Liquid chromatography–mass spectrometry Instrument；LC-MS／HPLC-MS）


LC/MS/MS是將液相層析儀(LC)和質譜儀(MS)串聯使用的一種化學物質分析技術。儀器原理為液相層析儀(LC)將樣品內的成分層析後注入質譜儀(MS)做質譜分析。


配備齊全的LC/MS/MS具有分析其分子結構的能力。近年來已將LC/MS/MS應用在蛋白質體學的研究，分析蛋白質的胺基酸序列。


LC-MS是一項具有非常高的敏感度和選擇性的非常強有力的分析技術，它使用於很多的領域。一般說來，它的使用方向是在多種其他化合物存在的復合混合物中，測出各種組成成分且確定其詳細結構。

LC-MS(液相層析質譜儀)

LC-MS運作方式

LC-MS圖

3、熱脫附裝置(Thermal desorption units)：


熱脫附裝置須具備熱脫附吸附管的能力，且有溫度控制裝置，能迅速加熱至180±10℃，並通以不含有機物質的氮氣或氦氣者，須能夠符合方法 NIEA　A714.10T－空氣中揮發性含鹵素碳氫化合物檢測方法－以Tenax-TA吸附劑採樣之氣相層析法的所有規定。


4、電噴灑離子化（electrospray ionization，ESI）是一種質譜儀離子源，能直接將溶液中的帶電荷離子或高極性分子在大氣壓力下經由電噴灑的過程轉換為氣相離子，再導入質譜儀中進行質荷比(mass-to-charge ratio， m/z)量測，由質荷比可計算出分析物的分子質量。(這段解說引用國立成功大學環境醫學研究所廖寶琦君論文前言第一段，詳細內容請下載或網上開啟其論文pdf檔拜閱「http://proteomics.med.ncku.edu.tw/proteomicsweb/ESI.pdf」(我註：因為殭屍太多，未來我所有文章都不再對外連結檔案或網頁，有興趣的人請複製網址自行上網查看)


上面二種質譜儀是我們傳統常用的化學物質檢測儀器，只是送測樣本必需經過萃取(extract)、濃縮(concentration)、分離(Dissociation)等前置處理程序，完成一項檢測通常需花費數小時之久，若等待檢測的物品或樣品繁多時，等候時間往往長達數日。


中山大學化學系團隊研發改良的大氣質譜儀(Ambient mass spectrometry Instrument)，利用金屬探針輕刮待測物表面進行取樣後，把探針放入儀器中，檢測結果立現，前後不需10秒。這種儀器使用的是一種名為「大氣質譜法」(Ambient mass spectrometry)新科技，能在常溫常壓下邁行化學分析，且樣品不需萃取、濃縮、分離等前置處理(preparation)，縮短檢測時間、提高檢測效率及使用上的方便性。

可攜式大氣質譜儀

可攜式大氣質譜儀

大氣質譜儀(Ambient mass spectrometry Instrument)會比對內建(embedded)的標準樣本訊號，立即將檢測樣本中的化合物種類與濃度列出(print or display)，其靈敏度依化學物質不同可達數十ppb(part per billion=μg/kg=微克)~1ppm(Parts Per Million=mg/kg=毫克=1000ppb)。


中山大學大氣質譜儀(Ambient mass spectrometry Instrument)的特色在於前端運用熱脫附裝置(Thermal desorption units)，能在300℃高溫下把固、液、氣態樣本中所含的揮發性化學物質析出，再送到中段的電噴灑離子化(electrospray ionization，ESI)內進行游離。這套電噴灑離子化（electrospray ionization，ESI）是改良自美國「John B. Fenn」2002年獲得諾貝爾獎的發明，中山大學是全球第一支把熱脫附裝置(Thermal desorption units)與電噴灑游離(Electrospray ionization)技術有效整合進大質質譜分析(Ambient mass spectrometry)的團隊，相關技術已申請美國和台灣的發明專利，國內外都有廠商接洽生產中。


大氣質譜儀(Ambient mass spectrometry Instrument)這套系統能快速檢測各式食品添加物、藥品及毒物，除了可用於食品安全領域，也可應用在環境污染檢測、化學工廠防災、海關臨檢、驗毒、防止恐怖攻擊及戰地防護等，但可惜無法檢測放射性物質，對於殘留生物體內的物質(例如瘦肉精等)，其靈敏度也不如傳統質譜分析儀(mass spectrometer)。

mass spectrometer(傳統質譜儀)

mass spectrometer運作方式

mass-spectrometry-spectra

中山大學化學系教授謝建台表示，目前他們已把這套大氣質譜儀(Ambient mass spectrometry Instrument)安裝到小型機動車具上，將有利於現場快速檢測及預防檢測樣本於遞送中途被調包。


謝建台教授也表示，未來將朝向小型化及可攜式家庭裝置研發，讓使用者在熟煮或吃東西前檢測一下食物，就可以知道食物中是否含有異常或有害物質，讓大家吃的安心了。


我註：


我還在努力寫這篇超有用的發明時，D家大眼怪就透過網路視訊軟體突現在我的電腦銀幕上。他這次臉上很乾淨沒有「鬼畫符」，但右臉卻出現一大塊手指紅斑。

他問我：「那種東西可以裝在手機或者Pad的上嗎？」

「那種東西？」我有些莫明所以的問。

「就你寫的那種東西啊！」

我有些明白了：「可是我又還沒寫完，你看的到？」.

大眼怪一付理所當然的說：「我知道你一定會寫這篇啦！」

理所當然的大眼怪

是嗎？這小人精怎麼跟D那個老妖怪一樣討人厭呢？都會讀心術嗎？

我說：「裝在手機或Pad上？有些給它太小了些吧？」

大眼怪說：「不會！把內建比對的資訊放在雲端，用4G或5G上連上去比對就可以了。」

4G或5G？他在談明日世界嗎？

我不太同意的說：「不是那個問題啦！是大氣質譜儀本身再怎麼微縮，恐怕也放不進手機或Pad中吧？」

「那如同三星大鏡頭或者Sony外掛鏡頭手機那樣可以嗎？」大眼怪不死心的問。

Sony 外掛鏡頭手機

三星大鏡頭手機

「Ho！那種手機被你家老伙仔笑到爆了啦！你自己都說是脫褲子放屁的設計，現在提這種連結設計幹麻？」

老伙仔的爆笑

「把手機跟專業數位相機放在一起用當然是莫名其妙的設計，專業的不會這樣用啦！」

我的好辯心又起來了：「可是那個大氣質譜儀也很專業啊！怎麼可能跟手機或Pad一起用？鬥(陣)未起來啦！」。

可是大眼怪似乎不死心：「不是這樣啦！數位照相機跟手機有不同的使用群。可是這種檢測Food additives(食品添加物)、 Preservatives(防腐劑)、Artificial flavor(人工甘味劑)及Bleaching Agents(漂白劑)的儀器每個人都用的到啦，跟專不專業沒有關係，所以應該鬥起來用卡實在。」。

愈來愈有學問的大眼怪

唉喲~~~(☆＿☆)這小傢伙什麼時候講這種英文專用術語如此溜了？「反正要體積縮到這麼小，放的進或者能連結到手機或Pad上用，可能同志仍需努力吧？　而且一支針長長的放在手機或Pad上，會時時插到人，不太好！」

「給它伸縮不行嗎？」大眼怪仍然不死心的說。

我不想跟他再扯這個話題，所以指了指他的左臉說：「喂！你上次是鬼畫符，啊這次是怎麼了？被鬼甩耳光？」。

大眼怪還沒有答話，小武則天的臉就冒出來了：「不是鬼，是 cousin sister打的！」。

可怕的小武則天

今天真的是見鬼了，他們全家人全用英文：「什麼　cousin sister？」。一支超大號「愛的小手」穿過大眼怪及小武則天中間直逼到我的電腦銀幕前，嚇的我從電腦桌上跳起來後才發覺那支小手只在銀幕中啦！

驚死人超大支愛的小手

啪一聲，大眼怪右臉又被打了一下，Biebie生氣的臉才出現：「hurry up the sorry song for me！」。

Biebie生氣了

「我又不是故意的，package上真的寫的就是10隻Chicks(小雞)，沒有說有小鴨鴨啊？」大眼怪努力的辯解著。

Chicks(小雞)

小鴨鴨

小武則天說：「可是我跟Biebie都認出牠是鴨鴨了，是你說那是扁嘴雞的。」

「喔～喔喔～，請問一下什麼是扁嘴雞？」我打岔的問。

小武則天說：「一隻長的跟黃小鴨一樣的小鴨鴨，哥哥說牠不是鴨，是一隻扁嘴會游泳的雞！」

雞會游泳嗎?

扁嘴會游泳的雞?

「基改雞嗎？」。大眼怪睜大眼想阻止我說，但我已經說出口了。

只見Biebie怒容滿面向電腦銀幕揮動那支可怕超大的「愛的小手」說：「你也要唱sorry歌嗎？」。

Biebie氣炸了

問題是我說錯了什麼了？可是看起來代誌很大條，我的腦袋又不如D家上下好，似乎是閉上嘴比較實際。

「不是基改雞，就是一隻小鴨鴨混在芭比給哥哥的生日禮物中了。」小武則天小大人似的解釋給我聽。

「這是拔拔的錯，箱子上就是寫著10隻小雞，沒有小鴨子，妳跟Biebie不是重複看過錄影帶了嗎？10Chicks！妳們要再看一遍嗎？」。

「但小鴨鴨長大後跟小雞雞就不同，你還是說那是扁嘴雞 騙Biebie！」。

「妳就沒有上當不是嗎？我怎麼知道她真的就相信那是扁嘴雞了？」

拗到底的大眼怪

Biebie大概真的氣壞了，用那支超大「愛的小手」又狠打了大眼怪好幾下：「我被所有的同學笑，因為大家都知道那是黃小鴨，只有我一直說那是扁嘴雞。快唱sorry歌，「say you're really sorry sorry sorry......」。

快哭出來的Biebie

我好像有些懂了，應該是跟那隻塑膠皮黃小鴨有關，看來是有人硬拗到頭來被拆穿謊言的結果。哇哈哈哈～～～～

挑起戰火的黃小鴨

嘿嘿嘿~~~

三、非洲神木不敵氣候變遷(目前共九種品系)

猢猻樹(Baobab tree)

這種樹真的跟龍血樹(Cinnabari；我註：一種生長於葉門Socotra島的上新世期植物)長的一樣怪異。

Cinnabari(龍血樹)

Socotra島(葉門)

猢猻樹(Baobab tree)的學名叫「Adansonia」，以紀念首先發現且描述這種樹的法國博物學家及探險家「Michel Adanson」(1727~1806)

Michel Adanson(1727~1806)

這種樹高可達5~30公尺；樹幹直徑寬可達7-11公尺。它的年輪不很清晰且會隨著樹齡而消退，所以用放射性碳測年法(Radiocarbon dating)來估算其樹齡比較精準。目前所知最老的猢猻樹(Baobab tree)位於納米比亞(namibia)東北部，估計樹齡有1275歲(我註：於2004年倒塌)

Grootboom in Namibia( Baobab tree)

猢猻樹(Baobab tree)生長於有季節性乾旱的地區，耐旱的原因造是它的樹幹可儲水，最多可儲藏10萬公升的水，讓它可過渡嚴酷的乾旱時期不會死亡。


目前它僅存九種品系，六種原生於馬達加斯加島(Madagascar)、2種原生在非洲大陸(mainland Africa)及阿拉伯半島(the Arabian Peninsula)，最後一種則原生於澳大利亞(Australia)。9種品系如下：

猴麵包樹原生地

• Adansonia digitata L.：非洲猢猻樹(African baobab； monkey-bread-tree)，主要分佈於非洲大陸西部、東北部、中部及南部，另外就是阿拉伯半島的葉門(Yemen)及阿曼(Oman)。這種猢猻樹(Baobab tree)的葉子可當葉菜(leaf vegetable)食用，而其乾果肉可於製造啤酒過程中加進甘蔗中促進發酵用。

Adansonia digitata L.( monkey-bread-tree)

• Adansonia grandidieri ：亦名「 Grandidier's baobab」，也叫「giant baobab」，主要生長在馬達加斯加島(Madagascar)，這種猢猻樹的果實及種子可生食。

Adansonia_grandidieri(giant baobab)

• Adansonia gregorii：亦名「boab」、「Australian baobab」、「bottletree」(瓶狀樹)、「gouty-stem」(我註：痛風樹，因為形如痛風患處；澳大利亞西北部)等，主要分佈於澳洲，最有名的叫「The Boab Prison Tree， Derby」(澳洲水濂洞)，位於西澳「Derby」鎮，於1890年代用作罪犯轉送的中途禁錮所，目前仍屹立於該地成為著名觀光景點。

Adansonia gregorii(bottletree

The Boab Prison Tree, Derby(西澳水濂洞)

The Boab Prison Tree所在(Derby)

痛風

• Adansonia kilima：亦名「montane African baboab」，主要生長於山中，分佈在東非及南非。

Adansonia kilima( montane African baboab)

• Adansonia madagascariensis：亦名「 Madagascar baobab 」，生長於馬達加斯加島(Madagascar)。

Adansonia-madagascariensis

• Adansonia perrieri：亦名「Perrier's baobab」，主要分佈於馬達加斯加島(Madagascar)北部。

Perrier's baobab(Adansonia perrieri)

• Adansonia rubrostipa：亦名「fony baobab」，生長於馬達加斯加島(Madagascar)。

Adansonia rubrostipa(fony baobab)

• Adansonia suarezensis：亦名「Suarez baobab」，生長於馬達加斯加島(Madagascar)。

Adansonia suarezensis( Suarez baobab)

• Adansonia za：亦名「za baobab」，生長於馬達加斯加島(Madagascar)。這種猢猻樹的果實及種子可生食與上述「Adansonia grandidieri」同。

Adansonia za(za baobab)

某些品系猢猻樹(Baobab tree)的種子可榨油或食用，而其果實則重約1.5公斤，大小跟椰子(coconut)差不多，外表摸起來光滑柔軟如天鵝絨一般，果肉的味道嚐起來有一種特殊的果酸味，介於葡萄柚、香草及梨之間，你可以生吃，或者壓碎拌稀飯吃或者作成飲料喝。

baobab fruit

baobab fruit and powder

「Adansonia digitata L.」的果肉乾燥磨成粉後，內中仍含有12%的水，及各種營養素如碳水化合(carbohydrates)、膳食纖維(dietary fiber)、維他命C(vitamin C)、鈣(calcium)、鎂(magnesium)、維生素B群(B vitamins)、鉀(potassium)及鐵(iron)，可用作為果醬與肉汁的增稠劑(thickener)，也可用來作為水果飲品的甜味劑(sweetener)及調味醬的增味劑( tangy flavor)，相當具有商業價值。


2008年，歐盟認可猢猻樹(Baobab tree)乾果肉(baobab dried fruit pulp)為安全食品可供食用，接下來美國則同意其可以健康食品(Generally recognized as safe； GRAS)形式上架販售，目前每年交易金額上看一仟億美元。


某些品系的猢猻樹(Baobab tree)也可製成粗纖維、作染料(dye)及生質燃料，例如澳洲原住民利用當地原生種猢猻樹「Adansonia gregorii」的樹根纖維作成繩子，利用其果實作成工藝品等。


三、死海的洞洞危機：(為什麼天坑的形狀都很圓呢？)


這篇文章我只聚焦在落水洞(sinkhole)上。這種洞即是俗稱的天坑(Tiankeng)。它的名字因為形成的樣子些許不同，而有不同的名稱如燕子洞(swallow hole)、shakehole(奶昔洞)、swallet(湧泉洞)及doline(淺溝)等。

swallow hole(燕子洞)

swallow hole(燕子洞)

swallet(湧泉洞)

shake(奶昔)

shakehole

doline(淺溝)的形成

doline(淺溝)

它們是因地表自然坍塌或者陷落而成，形成原因有三：


l、喀斯特地形溶蝕作用(karst processes)：


喀斯特地形區地表下的基岩通常是易溶解的石灰岩( limestone)，其主要成分即碳酸鹽(Carbonate)。地表水由表土層裂隙滲入後，逐漸溶蝕這些碳酸鹽，形成中空的窟窿，然後這些窟窿再串起來變成洞穴。當這些洞穴上面的表土層因為雨水衝刷或者地震搖動液化時，就會坍塌形成一個大洞即天坑。

karst processes(喀斯特地形的形成過程)

另一種即本篇提到的死海，因為其水位降低，導致淡水注入地下古老鹽層(salt beds)帶，將其逐漸溶解並由地下水帶走，以致於其上的表土失去支撐而陷落，這也是一種溶蝕作用，只是被溶蝕的物質換成鹽層(salt beds)而已。

Sinkholes near the Dead Sea

2、浸蝕作用(Suffosion)：


這種作用會發生在下面基質岩是石灰岩(limestone)或白堊岩(chalk；我註：泥質石灰岩未固結前的樣態，呈白色，主要成分為碳酸鈣)、 石膏(gypsum；我註：主要化學成分是硫酸鈣CaSO4，是古代鹽湖或潟湖的沉積物)、玄武岩(basalt；我註：是一種地下岩漿從火山中噴出或從地表裂隙中溢出凝結形成的火成岩，主要成分為矽鋁酸鈉或矽鋁酸鈣)、白雲石(dolomite；我註：化學成分為CaMg(CO3)2，其晶體屬三方晶系的碳酸鹽礦物)及大理石(marble)的地區。

basalt lava(玄武岩熔岩)

chalk(白堊岩)

gypsum(石膏)

dolomite(白雲石)

limestone(石灰岩)

這種浸蝕作用(Suffosion)的特徵是其地表土質非常鬆軟而且黏性不足，其下有許多間隙及空洞，可讓雨水或地表水下滲或將一些粗粒物質衝刷到這些地底岩穴地區，產生浸蝕或銷蝕作用，形成峽溝。

SuffosionSinkholeFormation

落水洞的形成

3、人為因素造成(Artificial processes)：這通常發生在廢棄礦坑所在，或者主要給水管道破裂或者下水道舊管線移除時；也可能因過度抽取地下水而造成地表蹋陷。

偽天坑形成實例

4、Piping pseudokarst(土力學作用的偽天坑)：

Guatemalan sinkhole20m寬100m深(2010年5月)

Guatemala City(瓜地馬拉市)

最明顯的例子就是2010年5月發生在瓜地馬拉市(Guatemala City)的天坑(20m寬*100m深)，它的形成並非是表土層下有一層可被水溶蝕的石灰岩(limestone)、大理石及白雲石等，也就是說瓜地馬拉市(Guatemala City)下面不是碳酸鹽層(carbonate rock)，而是一層由火山灰凝聚而成的凝灰岩(Tuff)，其主要成分50%以上是火山灰及火山噴發時的碎屑(pyroclastic debris)共同組成的岩層，這些岩層雖然脆弱但凝結力仍強，足以支撐其下不斷沖蝕形成的空洞(void)。圖21

tuff(凝灰岩)

Pyroclastic rock(火山碎屑)

所以瓜地馬拉市(Guatemala City)在2007/2010年發生的天坑，事實上不是真的天坑，而是雨水或者供水、下水道系統的水管漏水到地下層中，逐漸將火山灰及粗粒形成的土層解構衝刷隨地下水流失，形成地底空洞(void)，而這些空洞逐漸變大甚至連成一片時，就會讓上層的表土層支撐力瓦解而轟然一聲崩落，形成如瓜地馬拉市(Guatemala City)的大坑。

soil piping(土力學)作用

另外我要特別提的一件事，就是2011年~2013年全球不斷發生的跨地域及遍佈不同經緯度的地鳴事件。其實其發生的真正原因很可能就是Piping pseudokarst(土力學作用的偽天坑)在地底發生崩塌形成洞穴時發生的巨響傳達到地面的狀況，理由就是氣候變異造成的大雨及地表下供水及排水系統的毀損累積而成的，也就是說我們以後會常常看到類似瓜地馬拉市(Guatemala City)的這種天坑在全球人口聚集之處陡然出現。


這些地點中比較令人注目的如下：

• 2011/1/23日，美國德克薩斯州休斯頓(Houston)居民聽到持續低沉號角聲響。

• 2011/3/9日，美國佛羅里達州(Florida)市鎮出現了持續約20 分鐘的隆隆聲。

• 2011/4月~5月，加拿大安大略省溫莎郡(Windsor)持續傳出神秘的轟隆聲。

• 2011/8/11日，烏克蘭首都基輔(Kiev)一連數天傳出了一種相當詭異的聲音。

• 2011/8/14日，白俄羅斯(Belarus)天空中傳出神秘聲音。

• 2011/8/23日，美國科羅拉多州(Colorado)傳出奇怪的震動聲。

• 2011/8/24日，英格蘭東南部同樣傳出莫名其妙的噪音。

• 2012/1/14日，中美洲家墨西哥(Mexico)鄉間傳來恐怖怪聲。

• 2012/1/17日，西班牙城鎮傳出離奇低鳴聲響。

• 2012/1/25日，加拿大卑斯省從蘇克(Sooke)到維多利亞(Victoria)等城鎮地底持續出現神秘的隆隆聲。

• 2012/3/18/日~19日，美國威斯康辛州(Clintonville)從地底傳出不明的怪響。

請看官自行對照下面的「全球碳酸鹽岩分佈地帶圖」及「全球火山佈圖」也就心中有譜，清楚知道這些怪聲何所來了？

全球火山分佈圖

Carbonate-outcrops_world(全球 碳酸鹽岩分佈地帶)

2011~2012發生地鳴之地

上面提到的這類莫明巨響，其實台灣也發生過。不記得了嗎？　來！讓我來提醒各位看官：

• 2010/8/20日，清晨 6：45左右，新竹市清大及交大附近的天空，突然傳出非常靠近地面的巨響，但空軍四九九聯隊否認是幻象戰機超低空飛過產生的音爆。

• 2011/4/12日， 新竹縣竹東鎮民眾表示，清晨 6：42分傳來爆炸聲，起先只有小小的轟隆兩聲，過不了多久後，突然聽見一聲巨響。民眾說，當聲音傳出時，整間房間都在震動，感覺就像是重新經歷了一次 921大地震。

•  2013/10/31日， 中央氣象局表示，晚上 8：02分左右花蓮附近發生規模 6.3地震，震央在花蓮瑞穗，地震深度為19.3公里。當天我人就在這個地方，不蓋你們，我與數位好友的感受是有一顆炸彈在地底爆開來，而不是普通的地震。

新竹-竹東-瑞穗-玉山

台灣山脈_平原_台地圖

台灣的地質學家都會說那是一個斷層剉動啦！Whatever , 但我只要看著那些地面上山腰間的大洞小洞，就會開始連想到台灣的地底下是否也是這種洞洞相連的壯觀景像呢？如果真是這樣的話，那坍塌時一定非常驚人不是嗎？也許我們的地質學界該用功一些了，用透地雷達等好好的給它看清楚才對吧？


我這麼懷疑不是沒有道理，想想看，台灣的高山一年長高約３公分(註：火山學專家說的，不是我說的)，但最高峰玉山才3952公尺，是否差距太大了一些？那表示是什麼意思？台灣的山很會崩塌。可是我們有天天看到台灣山崩嗎？好像也沒有！所以有沒有可能是崩在地底下呢？如果地底下常常崩塌，就表示一定有空洞(void)不是嗎？，啊空洞是如何形成的呢？


還有一件事，也許說出來更驚聳。那就是科學人月刋在2011年11月No.117中提到的「康熙、台北、湖」那段－－－－－1694年四月，台灣發生大地震，且餘震不休，整個台北盆地沿著西緣的山腳斷層，頓時向西斜陷數公尺(2~4公尺)，於是海水從淡水河倒灌而入，很快的台北盆地就完全淹沒為湖，面積不下100平方公里－－－－－這一段我希望大家再仔給看一遍，然後想一下，這是否與下面要提到位於美國田納西州(Cumberland County，Tennessee)著名落水洞區的「Grassy Cove」有相同原理。


因為台北盆地是大屯山及觀音山火山噴發後形成的熔岩盆地(據台灣地質學界說，地盤不斷下陷中)，而其上有大量沉積物堆積(註：淡水河、基隆河、大漢溪及新店溪帶來的)，而這些堆積層實質上不紥實，隨時都可能坍陷？ 其上交織的涵管，地下鐵路及捷運系統，再加上人口密集且過度開發，建物高聳重量巨增，什麼時候會達到臨界點而於一次大地震時又坍塌了呢？我把相關地圖及台北新北各行政區全PO上來，看官自己清楚想明白，是否仍要在大台北地區大規模買房炒地皮？

台北盆地地形圖

1694年形成的台北湖

山腳斷層

台北地形圖

台北市各行政區圖

新北市各行政區圖

台北盆地周圍地勢

2080年的台北湖

台北盆地水系圖

大屯及觀音火山

還有一件，就是台灣從南到尾的大洞窟群，它們真的未必與外星人有關，而是與這篇文章結尾談的「氣候蝕溶作用」(Weathering)有關，也就是說它們是一群開口在山腹的「天坑」，而且裏面洞洞相連到天邊，這或許才能解釋台灣目前常常出現的「無震山崩」現像。(註：2010年04月25日北二高國道三號山崩；2013年8月31日碧砂漁港民宅崩及巨石滾落)

北二高國道三號山崩(七堵段)

基隆事故示意圖

碧砂漁港落石

碧砂漁港民宅崩塌

全球著名的天坑或落水洞如下：


1、在非洲及中東有：

非洲及中東的著名落水洞

• Dead Sea Hole ：位於以色列「Ein Gedi」，深達5公尺。

Dead sea hole near ein gedi israel(5m深)

• Blue Hole ：位於埃及西奈半島東南的一個小鎮「Dahab」靠亞喀巴灣(gulf of aqaba)，是一個圓形呈深藍色的落水坑，深達130公尺，往外朝紅海延伸直徑約長達60公尺。

Blue hole dahab egypt(130m深)

• Bushman's Hole：位於南非，也叫「Big hole」，原本是一個礸石礦坑，因採礦而逐漸擴大，目前深達290公尺，是一個淡水坑。

Bushman's Hole(南非)

• Lake Kashiba：位於尚比亞(Zambia)，面積約3.5公頃(hectares)，深達100公尺。

Lake Kashiba(Zambia)

• Teiq sinkhole：位於阿曼(Oman)，是世界最大的落水洞，深達250公尺。

Teiq sinkhole(Oman)

• Bahmah sinkhole (Bimmah sinkhole)：位於阿曼(Oman)，深達30公尺。

Bahmah Sinkhole(Bimmah sinkhole) in Oman

2、在中國有：

中國著名天坑

• 大石圍天坑(Dashiwei Tiankeng)：位於中國廣西百色市樂業縣，613公尺深，在坑中有一座遺世獨立的原始森林，蘊藏著當今罕見的稀有物種。

大石圍天坑(Dashiwei Tiankeng)

• 天坑地縫(Xiaozhai Tiankeng)：位於四川重慶市奉節縣荊竹鄉，深626公尺，寬537公尺，四周圍被直削而下的豎壁(vertical walls)圍繞，是世界第一大天坑。地質學名詞「tiankeng」即因這個小寨天坑而來。

天坑地縫(Xiaozhai Tiankeng)

3、在歐洲有：

歐洲著名天坑

• Red Lake：位於克羅埃西亞(Imotski， Croatia)，約530公尺深，四周有直削而下的豎壁(vertical walls)圍繞如中國的小寨天坑(Xiaozhai Tiankeng)，坑內湖深約280~290公尺。

red lake(Imotski Croatia)

• Lake Vouliagmeni(The Devil Well；魔鬼井)：位於希臘首都雅典南邊，最深處達35.2公尺；水面最寬達150公尺。

Lake Vouliagmeni(athens)

• Berezniki sinkhole：位於蘇俄( Perm Kra，Russia)，是一個人為的天坑，因為它下面是挖空的鉀肥礦區，目前仍在持續擴大塌陷中，地表水已經注入，危及周邊鐵公路及建物是遲早的事。

Berezniki sinkhole(Russia)

4、在中美洲及加勒比海區(In the Caribbean)有：
 

中美洲及加勒比海區著名天坑

• Dean's Blue Hole：位於巴哈馬(Clarence Town on Long Island，Bahamas)，深達203公尺，在海平面之下。

Dean's Blue Hole( Bahamas)

• Great Blue Hole：位於貝里斯(Belize)，在燈塔環礁的中心位置，圓形，直徑達300公尺，深及124公尺。研究其海面下的鐘乳石年層，發現這個天坑前後共有四次形成期(塌陷四次的意思)，第一次在15萬3仟年前；第二次在6萬6仟年前；第三次在6萬年前，第四次即最後一次為1萬5仟年前，接下來就是海平面升高淹沒了這個天坑。怎麼聽起來都跟人類離開非洲的時間吻合呢？而最後一次的1萬5000年前，怎麼又跟最後一次冰河期結束同期呢？

Great Blue Hole( Belize)

• Cave of Swallows(燕子窟)：位於墨西哥(San Luis Potosí，Mexico)，是一個標準的喀斯特地形(karst)天坑，開口呈橢圓形(最寬62公尺)，深達372公尺，週遭壁面懸垂直下。

Cave of Swallows(San Luis Potosí _Mexico)

• Sima de las Cotorras：位於墨西哥喀斯特高原上「 Chiapas」州，是一個圓形的天坑，直徑約160公尺，深達140公尺。坑底有許多綠鸚鵡(Green Parakeet)棲息，周圍岩壁上也有許多古人的塗鴉。

Sima de las Cotorras天坑(墨西哥 Chiapas)

塗鴉(Sima de las Cotorras天坑)

Green Parakeet(綠鸚鵡)

• Sótano de la Lucha：這個天坑與「Sima de las Cotorras」同位於墨西哥「 Chiapas」州，但它比「Sima de las Cotorras」天坑大且坑底佈滿植被，深達240公尺。

Sótano de la Lucha 天坑( Chiapas_Mexico)

• Sótano del Barro：位於墨西哥「Querétaro」州，410公尺深，有近乎垂直的岩壁。圖

Sótano del Barro 天坑( Querétaro_墨西哥)

• Zacatón：位於墨西哥「Tamaulipas」州，是一個喀斯特地質(karst )形成的溫泉坑，深達339公尺。

Zacatón天坑( Tamaulipas_ Mexico)

5、在美國有：

美國境內著名天坑

• Bayou Corne sinkhole：位於路易斯安那州(Assumption Parish， Louisiana)，這個天坑於2012年8月3日出現，仍在擴大中，目前(2013年)面積廣達15英畝(acres)，深約230公尺。 坍塌原因是「Napoleonville 鹽丘」(Napoleonville Salt Dome)中一個洞穴的側牆崩落引發的連環蹋陷。這座鹽礦產權屬「Occidental Petroleum」石油公司，但授權「Texas Brine Co」公司開採鹽礦。

Bayou Corne sinkhole( Louisiana)

• The blue hole：位於新墨西哥(santa rosa ，new mexico)，鐘形，上窄下寬，水面直徑約24公尺，但水底則擴大為近40公尺。

The blue hole (santa rosa new mexico)

• Daisetta Sinkholes ：位於德州(Daisetta，Texas)，它的形成原因與路易斯安那州(Assumption Parish, Louisiana)的「Bayou Corne sinkhole」一樣，因為位於鹽丘(Salt Dome)礦區，分別於1969年(最小)、1981年(已成湖泊；70公尺寬*9公尺深)及2008年依次坍蹋而成，形成的原因應該是當地鑽油公司採油造成的。2008年陷落的這個地坑現在穩定持續擴大中，目前寬達160~180公尺，深及45公尺，當地人戲稱其為「Sinkhole de Mayo」(超級大坑之意)。

Daisetta Sinkholes (Daisetta_Texas)

• Grassy Cove ：位於田納西州(Cumberland County，Tennessee)，是一個喀斯特地質(karst)封閉山谷，面積廣達13.6平方公里；比週遭的群山低43公尺。這個就很像台北盆地了。

Grassy cove( Cumberland County_ Tennessee)

• Gypsum Sinkhole：位於猶它州( Utah)圓頂礁國家公園(Captol Reef National Park)，直徑約15公尺寬，深達60公尺。

Gypsum Sinkhole(Utah)

• Kingsley Lake(Silver Dollar lake)：位於佛羅里達州中部( Starke， Florida)，是一個接近完美圓形的湖，面積達8.1平方公里，最深處約27公尺，湖底全是沙，據說它是佛羅里達州最老及最高的湖。

Kingsley Lake(Starke  Florida)

• Lake Peigneur ：位於路易斯安那州(New Iberia，Louisiana)，本來是一個3公尺深的淡水湖泊( freshwater body)。這座淡水湖泊的下面有鹽礦田(salt mine)，由「 Diamond Crystal Salt Company」公司採挖。1980年「 Texaco oil company」公司的鑽油機因地點計算錯誤，將泊底的鹽層鑽透，引發了連鎖坍蹋事件，淡水及泥土衝入地底鹽坑，造成鹽層溶化湖水及海水倒灌變鹹，目前深達43公尺。

Lake Peigneur( New Iberia_Louisiana)

6、在大洋洲有：

大洋洲著名天坑

• Harwood Hole：位於紐西蘭南島，入口處直徑約50公尺，深達183公尺，下面連結另一個洞穴「Starlight Cave」，致其總深度達357公尺。

Harwood Hole(紐西蘭)

• Minyé sinkhole：位於巴布紐幾內亞( East New Britain，Papua New Guinea)，深及510公尺，洞底有河流橫越。

Minyé sinkhole - East New Britain(巴布紐幾內亞)

7、在南美洲有：

南美最著名的天坑

• Sima Humboldt：位於委內瑞拉「Sarisariñama tepui」高原峰頂。是全球位於砂岩層的最大位的天坑，深達314公尺，洞底有一座遺世獨立的森林，跟中國大石圍天坑(Dashiwei Tiankeng)一樣。

Sima Humboldt (委內瑞拉)

好了！　我總算把天坑形成的原因說明白了，也把各大洲你看的到的壯觀天坑「PO」給大家看了，最後所有看官最想問的一個問題一定是：「為什麼很多天坑都圓圓像月亮呢？」

說的也是，所以我第一時間就去問了D及L，L戴上老花眼鏡，非常仔細的把我這篇關於「天坑」形成原因的草稿看完後，才笑眯眯的對我說：「我想，我知道San Lorenzo Tenochtitlan(BC1200~BC900)文明中那些圓滾滾的巨石如何形成的了？」，「怎麼形成的？」我非常好奇的問。 L笑笑說：「用講的很難講清楚，等一下我E-mail幾個網址，你自己看。」，下述就是 L 「Ｅ-ｍail」給我的幾個網址，我提供出來，給有興趣找答案的人自己上網去查看。但很抱歉的是，我全部使用「QR Code」，所以麻煩看官自己用「QR Code」Reader/Scanner 自己掃描上網看。

慈祥和藹的L

 San lorenzo tenochtitlán古文明留下來的圓石

哥斯大黎加的大圓石

• Weathering風化或溶蝕作用(Physical weathering / Chemical weathering)：網址為：「請看下面QR code」如果可以，最好看英文版比較詳細。

氣候造成的物理及化學作用

Physical weathering過程

Physical _Chemical weathering過程

physical weathering of rocks(循環解凍結果)

Chemical weathering(蜂窩石)

Physical _Chemical weathering二者一起作用的結果

• Spheroidal weathering(球形風化作用)：網址為「請看下面QR code」，目前僅有英文版。

球形風化作用

Spheroidal weathering(球形風化)

Spheroidal Weathering in Sandstones

• cannonball concretions(砲彈形石心)：網址為「請看下面QR code」(砲彈形石心、Moeraki 巨石及Rock City_Kansas)，三篇皆為英文版無中文版，所以看官要辛苦一些了。

砲彈形石心

Moeraki 巨石

Rock City, Kansas

cannonball concretions(砲彈形石心球)

Moeraki 巨石

Rock City, Kansas

而D這個老頭子不知在忙什麼東西？同樣的問題問他，他聽完後居然就一付理所當然的說：「這劉寶傑說過了，是外星人用雷射光切割出來的。」，真給他XXOO＠＆#%.....................，本想下線不理他就算了，但腦中突然閃現了三個字「扁嘴雞」，所以馬上回頭問D這個糟老頭子：「你確定大眼怪不是你的直系裔孫？」，D似乎非常習慣這種跳Tone的對話方式：「哦這個嘛........這樣說好了，如果只用某些顯性基因作比對的話，他跟我二個人簡直可說是孿生雙胞胎了。」，然後D才用一種非常好奇的口吻回問：「這個問題跟上面那個問題有關係嗎？」

真給他XXOO＠＆#%

「有！扁嘴雞！」我沒好氣的回答。「什麼雞？」。D似乎不知道這件公案，所以睜大了眼更好奇問，簡直就是那隻大毛怪翻版。

大眼怪的同伙毛怪

當晚，D也許終於天良發現了，所以也E-mail給我一個網址：「請看下面QR code 」解釋「岩沖和地坑」形成的原因及步驟(版權所有為中國地質科學院，於2007年11/13日發表，作者為吳熙純與范曉二位)

岩沖與地坑的形成

寫的非常好，雖然全文是簡體字版，但懂得使用「簡繁轉」bookmarklet的人一定就可以用「一指功」馬上轉為繁體，所以沒有閱讀障礙才對。


如果萬一這個網頁移除了，沒有關係，看官只要在「google」搜尋框中把網址貼上搜尋即可，等到搜尋結果顯示出來後，按下網址後面的▼就會出現「頁庫存檔」(cache)，給它按下去就可以讀到「Google」幫你留存的網頁舊檔了。

google庫頁存檔快照

我看完後，另外找了一篇關於流体動力學的文章「Vortex ring」(渦環)來解釋上面「岩沖和地坑」形成時水流為何會以「漩渦」形式向上向下漩流的原因，同時解釋這種漩渦如何將水的沖力平均分配到岩壁的流体力學原理。仍是老話一句，麻煩各位看官自己慢慢看。

渦環(Vortex ring)

渦環(Vortex ring)原理

還有我怕喪屍，更怕D家大大小小多事幫我作連結分享，所以全部網址改用「QR Code」呈現，這樣D家的大小懶蟲才會「霸」休，也讓我的部落格回覆平靜。


Google不要再囉哩八嗦的談二次驗證，那是擋不住D家大小這種智慧型X客的上下其手的。正辦仍是公開「罵街」才能讓他們一家大小「歹勢」的收手啦！


至於如何讀取「QR Code」不用我教吧？因為D家大大小小用的像喝白開水一樣，所以我就直接假定看官都會，所以不再囉嗦了。哦！對了！PC上可使用瀏覽器外掛(Extensions / Add-ons / Plug-ins)讀取「QR Code」。


所以下次再有人問你們為什麼有這麼圓的天坑時，你就可以很有學問的回答他們了，可千萬不要再說是外星人用雷射光切割的哦！


最後記得一件事，有些網站雖然免費供大家閱讀，但仍需要公益捐助才能維持，所以看官如果看的有心得，覺得受益良多的話，那就請每年多少贊助一點，這樣下次才能看到更精彩的論文不是嗎？


最後以一塊皮包石心作為結尾，讓看官了解到大自然的鬼斧神工。

Weathering rind(皮包石心)