一看就懂!有趣的地層學
一看就懂!有趣的地層學
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商品介紹
  • 商品簡介
  • 作者簡介
  • 目次
  • 書摘/試閱
  • ◎豐富配圖搭配解說文字,地科初學者也能輕鬆閱讀
    ◎深入淺出解釋深奧的地質學,十分適合學齡孩子的課外讀物
     
    你是否曾在河灘或海岸、山地、懸崖等地方,看到呈現一層層條紋狀的土壤呢?
    沒錯,那個就是「地層」。
    地層中的每一層都各自含有不同的成分,像是細碎的泥土或小石頭、大石頭、貝殼等。此外,有些地層彎彎曲曲的,也有些地層之間會產生錯動。為什麼會這樣呢?為什麼會呈現條紋狀?又是怎麼彎曲,或錯動的呢?
    本書為了解答這些問題,以淺顯易懂的圖片解說關於地層的基本知識。只要了解地層整體的知識,連大陸的活動與火山噴發等地球的活動都可以理解。


    ◎尋找化石的方法

      由於化石是以前的生物以地層的形式凝固而成的,所以並不是任何地方都可以看到化石的蹤跡。地底下的岩漿凝固而成的花崗岩,或是火山爆發時形成的安山岩或玄武岩等火成岩裡沒有化石。
      因為當地層堆積時,那裡曾有生物存在,且很幸運地被保存時才會形成化石。生物在海洋或湖泊中死亡後,其屍骸會堆積在海或湖底。當沙子或泥土覆蓋生物的屍骸,將屍骸緊閉起來時,就會形成化石。從砂岩或泥岩等沉積岩中,時常發現化石。但是,由於生物的屍體若沒有保存下來就不會形成化石,因此並非只要是在泥岩或砂岩地層,就隨處可見化石的蹤影。
      日本隆起的速度很快,山崩也多,古老的地層陸續遭到切割,跟穩定的大陸比起來,較難留下古老時代的化石。
      關於何處有較容易出土化石的地層,由於已經在日本各地調查過,請參考市售的導覽書籍即可。此外,如果所在地區內有地球科學類的博物館的話,也可以向館內研究員諮詢看看。

    ◎從月球了解地球的歷史

      地球剛誕生時,地球表面處於陸續遭到微行星撞擊的狀況。微行星的動能會經由撞擊轉換成熱能,使地球表面的溫度上升。岩石可能因此熔化,變成濃稠的岩漿狀態。這種狀態稱為岩漿海。由於那時的地球處於這種狀況,當時的紀錄都被熔掉了,沒有留在地層中。
      即使沒有當時的紀錄,我們還是能推測出地球是在距現在約46億年前誕生的。究竟紀錄是留在哪裡呢?
      留有當時紀錄的場所之一,就是月球。月球之所以形成,可能是因為在地球誕生一開始的階段(原行星)的星體撞擊的碎片,再度聚集成地球的衛星。由於月球不像地球有火山的活動或侵蝕作用,其表面上仍有地球或月球誕生時的石塊保持原樣地留存於此。分析這些岩石後,就可以知道最古老的石塊是於46億年前留下的。雖然這種岩石沒有在地球上留下蹤跡,卻在月球上留下了證據。
      除了月球外,隕石顯示出了45億年前的古老時代。在原行星撞擊時,或是微行星撞上地球時飛散進宇宙空間中的物質,經過長時間的飄泊後,再以隕石之姿落下。

    ◎日本的縣石

      日本地質學會在2016年5月,為每個都道府縣選出各一種岩石、礦物、化石。選出的縣石都是該都道府縣產出的石頭中,最能代表該地區的種類。這裡列出了岩石的列表。關於礦物與化石列表與各個項目的解說,請看日本地質學會的網站。


  • 目代邦康
    1971年出生於神奈川縣。
    畢業於東京學藝大學教育學部,在京都大學修完理學研究科博士後期課程。專長為地形學、地理學、自然保護論,是名多方位型學者。
    現為日本GEOSERVICE株式會社代表取締役、專修大學兼任講師、東京大學空間情報科學研究中心客座研究員。

    笹岡美穗
    愛知縣出身。
    畢業於信州大學地質科學科。並於信州大學完成前期博士課程。
    現任SASAMI-GEO-SCIENCE代表取締役。
  • 我們所居住的地球上有各式各樣的地形與地質,還有各種生物棲息其中。如此多樣的自然環境,是在地球46億年的歷史中漸漸演化而成。
      只不過,我們是怎麼知道地球的年齡是46億年呢?還有,地球上多采多姿的環境又是怎麼形成的?能解開這些謎題的關鍵,就是本書的主題――「地層」。
      我們透過古文獻、繪畫以及建築物上頭的紀錄解讀人類的歷史。而在人類留下紀錄之前的歷史,就要透過地層或地形逐步解讀。就是因為有地層的存在,我們才能知曉地球至今為止的活動。地層,是告訴我們遠古時代曾經發生什麼事情的時空膠囊。
      有46億年歷史的地球現在也不斷地在活動,常常引起地震或火山爆發。發生在地球上的大規模自然環境變動會造成自然災害,但從另一方面來看,正是因為有這種自然環境的變動,才產生了人類生存的環境。為了要與地球的變動和平共處,我們必須了解板塊如何移動、山是怎麼崩塌的、河川是如何流動的。也可以說,如果我們不從地層解讀地球上各式各樣的活動,也很難去思考今後的生活方式吧。
      本書將為各位解說我們從地層中可以了解到的地球各種特徵。希望能與各位一同思考,藉由這些資訊,我們該如何與地球相處。

    2018年5月 目代邦康、笹岡美穗


     

  • 前言 ……002

    Chapter 1
    地層的觀察方法、思考方法

    01 地層是什麼呢 ……008
    02 地層的堆疊所顯示的資訊 ……010
    03 現在是認識過去的鑰匙 ……012
    04 地層與岩石、礦物 ……014
    05 底岩與石塊、沙、泥 ……016
    06 石塊的形狀與形成方式 ……018
    07 沙子形成的紋路 ……020

    【基本小專欄】
    放大鏡的使用方法 ……022

    Chapter 2
    地球的構造

    08 地球內部的結構 ……024
    09 大地的活動 ……026
    10 地球上的物質循環 ……028
    11 什麼是岩漿 ……030
    12 月球的地層,地球的地層 ……032

    【基本小專欄】
    從月球了解地球的歷史 ……034

    Chapter3
    岩石的種類與地層的構造

    13 岩石的種類 ……036
    14 火山形成的岩石(火山岩) ……038
    15 從火山噴出來的東西 ……040
    16 從火山流出來的東西 ……042
    17 岩漿在地底下冷卻凝固而成的岩石(深成岩)……044
    18 泥沙形成的岩石(沉積岩) ……046
    19 生物形成的岩石 ……048
    20 因高壓、高溫變質的岩石 ……050
    21 錯動的地層、彎曲的地層 ……052
    22 地層的顏色與花紋 ……054
    23 越來越脆弱的岩石 ……056

    【基本小專欄】
    日本的縣石 ……058

    Chapter 4
    化石與地質的時代

    24 留在地層中的生物痕跡 ……060
    25 從化石可以了解到的事 ……062
    26 復原已滅絕的生物 ……064
    27 微化石的世界 ……066
    28 留在地層中的地球磁場 ……068
    29 從地層了解過去的環境 ……070
    30 地層的分界與年代 ……072
    31 以地層區分出地球的歷史 ……074
    32 地層的命名方式 ……076
    33 現在的地球(全新世) ……078
    34 人類的時代(第四紀) ……080
    35 生物的大量滅絕 ……082
    36 人類世 ……084
    【基本小專欄】
    尋找化石的方法 ……086

    Chapter 5
    各式各樣的地層

    37 日本列島的地層……088
    38 大陸的地層、海底的地層、島嶼的地層 ……090
    39 粒級層理構造與濁流岩 ……092
    40 海嘯的地層 ……094
    41 結凍的地層 ……096
    42 地層與湧泉、地下水 ……098
    43 平原的地層與山地的地層 ……100

    【基本小專欄】
    寶石的世界 ……102

    Chapter 6
    地層的使用

    44作為石材使用 ……104
    45作為地下資源使用的地層 ……106
    46 可以食用的地層 ……108
    47 地質的災害與恩惠 ……110
    48 市區地層的災害 ……112
    49 地層或地形的保存與活用 ……114
    50 地層的使用與可以永續的社會 ……116

    【基本小專欄】
    國家公園、自然紀念物、世界遺產、地質公園 ……118

    Chapter 7
    地層的調查方法

    51 在參觀、調查地層時需注意的事 ……120
    52 地質圖的使用方法 ……122
    53 記錄地層的方式 ……124
    54 藉由挖洞來調查地層 ……126
    55 調查身邊的大自然 ……128
    56 調查看不見的地下的方法 ……130
    57 調查地層年代的方法 ……132
    58 在地球的研究中留下功績的人 ……134
    59 想要更深入學習地層的相關知識 ……136

    結語 ……138
    參考文獻 ……140
    索引 ……141


     

     

  • 地層是什麼呢?
      地層是指什麼呢?地層的「地」,就像我們拿來用在地球、大地、地面、土地等詞彙中一樣,是指作為我們生活根基的場所,又或者是代表地球這顆行星的詞。地層的「層」,則代表了東西層層堆疊的樣子。「地層」就是在一層一層地堆疊下,形成了大地。
      地質專家多以地層一詞,表示之後會說明到的叫做沉積岩的岩石,或者是在水或風的作用下堆積的泥沙。但在此書中,除了上述的定義外,也用來泛指構成從地球表面至某種程度的深度的物質。
      地層的英文是stratum(單數形)、strata(複數形)。strata一詞本來就是指有層狀構造的事物,除了地層之外,也會用來表示大氣層、社會階層等。雖然這個語詞對應日文中的「層」,但在英語圈中一說到「層」這個字,最先想到的似乎就是地層。
      我們所居住的地球表面,是由什麼東西構成的呢?地面的表面附近有土,其下方是混有石塊的土,再下方則有堅硬的岩石。土的專業術語為「土壤」,土壤中混有細碎的岩石、動植物的遺骸、從空中飄落的火山灰、被風從遠處吹來的塵埃等各式各樣的東西。
    土壤的下方是底岩。靠近地表的土壤中含有許多從遠處移動過來的物質,但在其下方的底岩是原本就在原地的,與周遭的底岩融為一體。雖然說底岩原本就在原地,但其實有些在更久以前是在更深的地方,有些還是伴隨火山爆發流過來的。
      由於在稱作平原的低矮土地中,底岩位於地下,所以我們無法直接用肉眼看見它。但是只要前往山地,就可以看到了。

    地層的堆疊所顯示的資訊
      許多人一說到地層,或許會想到好幾層呈水平方向堆積而成的懸崖吧?一般來說,大家都認為地層是呈條紋狀的。為什麼地層會呈現出這樣子的條紋狀呢?
      地層中的各個部分都有名稱。一層又一層的地層稱為單層。單層就是有同樣的作用,或是連續形成的地層。如果單層重疊堆積,就代表這裡反覆經歷了一層地層(單層)形成、沒有地層形成或是被磨損的時期。地層形成或是被磨損的現象,顯示了該地的環境變化。
      有地層形成,就代表有沙土或化石等沉積於此。如果沒有地層形成,可能是因為沙土或化石沒有被搬運過來此地沉積,或者是原本有沉積,卻被磨損掉了。無論是基於哪種原因,由於沒有在地層中留下記錄,我們也無從得知當時發生的事。
      我們可以像這樣從地層的堆積方式,解讀該地在過去曾發生的事情。在連續堆積的地層中,如果顆粒大小從沙子變成泥土,發生了很大的變化,就代表上方與下方地層的種類不同。我們稱這兩種地層的關係為整合,代表沙土堆積的地方的環境沒有太大的變化。
      另一方面,如果已堆積好的地層上方遭到磨損後,又有沙土沉積於此,那裡就會產生界線。這種單層間的關係稱為不整合。在不整合的地層中,由於下方的地層遭到磨損,地層間的界線會呈現波浪狀或是傾斜。此外,上方地層傾斜的方向,與下方地層傾斜的方向不一定會一致。可以說地層的條紋狀,就是像這樣整合與不整合的集合。

    現在是認識過去的鑰匙
      人類開始懂得從地層去解讀過去的自然環境其實僅有數百年的歷史。為了讓人們接受地層中的紀錄與現在地球上發生的各式各樣的現象是相對應的,經歷了長久的爭論。
      在中世紀以前的歐洲,基督教的世界觀強烈支配著人們的思考,那時有一種創世思想,認為以大地為首的一切皆由神所創造。在這些思想中,有一個諾亞大洪水神話。那是導致地球上全部的生物幾乎滅絕的大事件。人們以這則聖經中的神話為基礎,解釋從地面下挖掘出的化石。他們認為,化石就是諾亞大洪水的證據。
      在這樣的狀況中,來自丹麥的斯坦諾仔細觀察地層,思考地層是如何形成的,於是發現了新地層會堆積在舊地層上的「疊積定律」。雖然現在認為這個定律是理所當然的,在當時,卻是看出地層的堆疊表示了時間經過的劃時代發現。
      之後,人們也從這種定律聯想到由水的作用形成地層的方式、地球內部作用造成土地隆起等現象。蘇格蘭籍的萊爾認為,直到現在,過去曾在地球發生過的土地隆起與侵蝕等作用仍持續發生,以「現在是認識過去的鑰匙」這句話形容這個情況。基於這種想法,人們開始會從地層中的紀錄去推測過去的環境。

    地層與岩石、礦物
      與地層有相似意思的詞彙有「地質」與「岩石」等,這些詞彙是用來表達什麼意思呢?
      地質一詞指的是構成地球表面的岩石、地層的種類或是性質,所表示的範圍非常廣泛。那麼,從微觀的角度去看地質的話會是什麼樣子呢?地球上的各種物質都是由元素組成的。元素是由塑造宇宙的大霹靂,以及恆星內部的核融合反應形成的。這些元素以多種方式組合,形成地球與生活其中的生物的根本,也就是分子。分子則會聚集成礦物。礦物是自然產出、無機質且為結晶質的物質,以特定的化學式表示之。一種礦物,或多種礦物聚集在一起,就會形成岩石。像這樣大多數的岩石都算是動物、植物以外的天然物質,但也有像煤炭一樣由有機物固化而成的種類。岩石有各式各樣的種類,可以分成之後會說明到的火成岩、沉積岩、變成岩。岩石接連分布就形成了地層。
      地質學就是關注地球的固體部分,並調查它的分布狀況、所帶有的性質的學問。地質學的英文是geology。geo是希臘語中的地球,logy則源自於logos,是知識的意思。有關地球的學問就是地質學。利用從懸崖看得到的地層去探尋地球的歷史,就是地質學的一部分。

     

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