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一個科學界不可能的任務!直接測量洞穴鐘乳石紋層的年紀

由行政院國科會與國立臺灣大學經費支持下,臺灣大學地質科學系沈川洲教授主持的本土研究團隊,經過六年努力,完成一個過去科學界不可能的研究!這個研究工作針對洞穴鐘乳石細微的單一紋層進行直接的測量年紀 (定年),做到了精準度高達 ±0.5年之好結果。另外,又發現這些微層形成機制並不單純,證明了並非一般想像的一年一輪。這種與季節循環無關的不規律偽輪與缺輪發現,對科學界來說實是一大震撼,因為它推翻了過去對洞穴鐘乳石微層年輪的假說,直接衝擊到長久以來應用於氣候環境變遷的無數成果!本研究於9月16日在國際頂尖的自然出版集團 (Nature Publishing Group) 著名的期刊《自然–科學報導》 (Nature-Scientific Reports) 發表,9月27日在《科學》(Science) 特別報導。 許多在自然界的物質,例如樹木,因四季反覆循環,而形成一年一輪的紋層,我們稱之為“年輪”。洞穴中生長的鐘乳石亦常具有細微紋層結構,厚度為幾微米 (micrometer, 10-6 m) 到一、兩毫米 (millimeter, 10-3 m) 不等。科學界及教科書裡,長期以來都假設這些洞穴沉積的微層為年輪,也從輪的數量來求得鐘乳石的可能年齡。但鐘乳石微層真的是一年一輪嗎?過去科學界,從來沒有直接對單一微層進行高精度的定年,來檢測年輪假說的真實性,因為這個工作的難度太高,幾乎是一個不可能的任務! 沈川洲教授以他一直專研的鈾釷定年法為基礎,自我突破原本已是世界頂尖的鈾釷定年技術,僅使用標本0.02-0.04克,定年精準度竟可以達到 ±6月。六年前團隊開始分析採自雲南仙人洞的石筍,進行單一微層的高精度定年研究。終於證明紋層並非每年生長一輪,在不同的數十年區間,有時依年序生長,有時卻出現增輪或少輪情況。因此過去應用鐘乳石微層年輪計數工作,所發現的氣候環境變遷成果,都必須重啟驗證的工作。這個工作成果告訴我們科學研究的過程中,應抱著懷疑的態度。隨著科學的進步,既有的定律亦可能有被推翻的一天。 這個實驗工作、定年測量及數據分析,都是由第二作者林可小姐完成,雖然她只是研究助理,大學主修動物科學,但其積極主動的研究態度與探索未知的渴望精神,值得學習。 本研究是由國科會地化平臺、卓越領航計畫、地科學門個人計畫、與臺大前瞻領航計畫的支助下完成。此詳細的科研成果請參閱2013年9月16日正式發表於自然出版集團著名期刊–《自然–科學報導》 (Nature-Scientific Reports) 發表的全文 “Testing the annual nature of speleothem banding”, 2013, 3, 2633; DOI:10.1038/srep02633。
更新日期 : 2015/05/22