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2018-10-01亞洲造山運動三部曲 586 期

Author 作者 范賢娟/科普寫作者。
2018年7月,中研院舉辦第33屆院 士會議,在會議前後期間,中研院也邀請新科院士對社會大眾公開演講。然而本屆的新院士還沒選出,此處演 講的「新院士」指的是2年前、上一 屆新選出的院士,這裡就來介紹數理科學組的鍾孫霖院士的演講內容——「亞洲造山研究:絲路計畫與東南亞實驗」。
 

造山運動方面的板塊構造學說


仍有不足「板塊運動」是現在大家所熟知的地質學理論,它告訴我們,全球地表不是一個完整的陸地,而是分裂成不同的板塊。板塊底下有軟流圈 (asthenosphere)進行熱對流,相鄰 兩處的移動方向不同時,兩者的相互作用使各板塊發生相對運動。有的地方如中洋脊(mid-ocean ridge), 持續張裂讓內部的岩漿源源不斷地流出,形成新的海洋地殼;有的地方如板塊交界處會碰撞擠壓,密度比較高的部分就下沉隱沒到地函(mantle)。

經過幾十年的發展,目前板塊構造學說已從最初籠統的樣貌演進到今天越 來越清楚的輪廓,並劃分出全球50 多塊的大小板塊。板塊的邊界是跨越國界的,而且還與地表的山、海和河流等自然界線沒有直接的關係。鍾孫霖特別拿著英國地球物理學家麥克肯澤(Dan McKenzie)年輕時在加州 野外考察的照片來說,當時他雙腳跨 站在一個排水溝的兩側,根據地質 研究,那正是聖安地列斯斷層(San Andreas Fault,圖二)通過之處, 因此他非常霸氣地站在兩個板塊的交界上。

 

雖說板塊構造學說已是顯學,然而早 在 1975 年,麻省理工學院2 位年輕學者莫納兒(Peter Molnar)與塔波 尼兒(Paul Tapponnier)就根據他 們在亞洲大陸的研究大聲宣告:即便 板塊運動的學說不錯,但在我們研究 的範圍並不適用。

他們挑戰的關鍵在於,板塊構造學說討論範疇,主要是透過海洋下板塊觀察所建立起來的,其可解釋板塊的水平移動,但沒有解釋陸地怎麼碰撞變形、隆起,形成像西藏那樣的大高原。而莫納兒與塔波尼兒的研究範圍主要就在亞洲,這裡的地質相對於全球其他地方而言比較年輕,許多地質過程還在進行,這也吸引著鍾孫霖來這裡尋找研究題目。1995 年,鍾孫 霖先從越南開始進行研究並有了突破性的發現,他認為這裡是印度板塊北移撞上歐亞大陸板塊後,部分質量往中南半島延伸出的「新大陸」,並將此稱為「脫逸作用(continental extrusion)」。不過有些論點跟莫納 兒與塔波尼兒的解釋不一樣,因此在論文審查的過程受到許多刁難,幸好最後仍能發表。至今雙方仍會對此繼續辯駁,卻也各留空間給對方揮灑。目前國內仍有學者繼續研究中南半島,但 1997 年後鍾孫霖的興趣則開 始移到西藏,想以第一手研究的方式了解世界屋脊的成因。


從西藏出發探索亞洲造山運動


鍾孫霖於1997 年參與臺灣地質學者 所領銜的國際研究團隊,以申請國科會(現科技部)「東亞地體構造演化 整合型研究計畫(Comprehensive Research on East Asia Tectonic Evolution, CREATE)」。 此計畫每 3年審查一次,目前21 年已經完成7 期,進入第8期。他的研究主題是亞 洲造山演化與大陸的板塊構造,從印度板塊與歐亞大陸板塊碰撞造山的地 方——西藏出發,然後向西進到CIA (Caucasus-Iran-Anatolia,即高加 索—伊朗—安那托利亞,是阿拉伯跟歐亞大陸板塊碰撞造山的另一塊地方),現在則移到東南亞(South East Asia, SEA), 那裡是澳洲板塊往 西北前進準備撞上來的新造山角力場。......【更多內容請閱讀科學月刊第586期】