有人說科學研究有兩種主要進程，一種是提出了大理論大問題，得設計出精巧的儀器來實驗與測量；另一種是精密測量出許多有趣的現象，推敲出可以詮釋的理論。課堂裡我們講到高二的古今地球觀，也恰巧呈現了這樣的風景。一開始也許有人提出了地到底是甚麼樣子？有人猜是完美球形，於是追問與測量半徑的測量工作、測量質量的工作、搭配採集到的石頭來推敲密度與組成物質的估算。後來，則是發現鐘擺跟懷錶不對時了、大山旁鉛錘的偏角被高估了，有了地殼均衡說的提出。
主題轉換到環境變遷，有關冰期與間冰期的主要原因我們詮釋得蠻有信心的，也找到適合的生物物種告訴我們不同物種的適應情況，以及穩定同位素的比值如何反映出環境的變遷；現在藉由各式各樣不同的質譜儀、不同的材料，盡量提高測量的精確度和可信度，嘗試解釋或發現其他時間尺度的環境變遷。
基於精度不斷地提高，操作實驗的技巧與處理數據的嚴謹，愈發重要。古生物超微化石實驗室，要用偏光顯微鏡與電子顯微鏡觀看樣本之前，要用適當頻率與次數的震動，把採樣現場大大小小堆疊在一起的浮游性有孔蟲(200微米)與超微化石(2微米)分開。因為超微化石如鈣板藻(中國稱顆石藻)會卡在有孔蟲的孔洞，輕震幾下，可以看比較清爽的有孔蟲殼體；鈣板比有孔蟲紮實，高速多震後可以震碎有孔蟲，好好看清楚鈣板結構。當然還有原本沾附有機質而成黃橙色的樣本，要經過多道程序的化學清洗，才能呈現白刷刷的外觀。
或許我們都曾好奇如果有高倍率的電子顯微鏡，為甚麼還需要偏光顯微鏡？一方面是因為倍率愈提高，看超微化石跟有孔蟲就差了100倍，設備的價錢也愈高昂，再考量要從傳統底片成像改為數位照片，所需加裝利用光電效應的電子偶合裝置(CCD)更是將研究花費再往上推進。退而求其次，如果顯微鏡看得外觀不是很清楚，但是能夠辨識出鈣板的偏光影像，就是用划算的價格做高品質的研究。好比雖然轉了個彎，只看牙齒骨頭而不是胃中殘留物，但也可以區分動物是草食性還是肉食性。
碳十四定年法，是高一地球科學課本中必談的內容，也是常考的計算題目。然而到了實驗室現場，念茲在茲的是不斷的將管道抽真空、阻斷外界碳的干擾，把所有無機碳有機碳通通轉為最低的氧化狀態_二氧化碳、再還原為石墨態，之後才進加速器質譜儀。故事還沒完，就算是不同價數的碳，還要考慮裝石墨靶的玻璃容器中鋰與氮不同價數但相同質量的混珠，技術人員會很保守的告訴你，用不同能量區分之後，只有哪一個價數的數值比較可信。當我們還在想怎麼設計跨領域的實作課程，這些化學反應、物理方法，都是現場人員分分秒秒都在處理的事。
地科教師參訪臺大地質系高精度質譜儀與環境變遷實驗室
高精度質譜儀都直白告訴你是高精度了，不只進入的人員要除塵、前一天要淨身、實驗衣也是防靜電材質。在追求愈少量的樣本、愈快速的純化採樣過程、可信度愈高的數據之外，也不要忘記珊瑚礁與石筍都是要能夠將環境的變遷訊號給穩定紀錄下來，同時又位在不被日日夜夜天氣變動干擾的遠洋與窄口洞穴中。到底石筍沉積物與生物珊瑚礁是怎麼將外界的風雨冷暖反映在稀土元素的含量分布曲線上呢？相信如果累積夠多的數據，大數據的分析之後，或許可以給我們一些思路上的指引吧！
中國科學院廣州地球化學研究所羅立副研究員
新北市私立南山高級中學地球科學科邱鈴媛老師記錄整理
本次研習由中國科學院廣州地球化學研究所羅立副研究員為我們進行專題演講。羅老師主要研究方向是分析海洋岩芯中的海洋沉積物以及微體化石材料中的化學代用指標(氧同位素)，重建過去地球氣候紀錄，並從這些古氣候數據紀錄中，利用拆解及濾波等方法，找出天體運行週期對地球氣候影響的紀錄。
羅老師先從散落在北美的謎樣大石頭(冰磧石)談起，帶領我們跟著科學家的觀察與推論，了解到人類在19世紀左右，才漸漸知道這些奇怪突兀的大石頭是冰磧石，也發現到全球中高緯度區現今沒有冰層覆蓋的陸地，過去曾有過多次大規模的冰層覆蓋。從這些發現，人們意識到在地球歷史中，全球氣候與曾有多次冷暖的震盪，並將這些全球大規模被冰層覆蓋的時期，稱為冰期。
隨著20世紀人們對太陽系的了解，米蘭科維奇提出理論，認為造成地球冰期與間冰期的原因，可能來自地球公轉軌道和自轉軸變化的相互影響。在這些軌道力週期的分析中，透過羅老師的講解，讓我們更了解到，在天體運行上其實有許多種軌道的「進動」：除了平常我們熟悉的地球自轉軸進動2.6萬年週期外，還有地球公轉軸進動，老師在演講中將此兩項進動(歲差)的影響合稱為「近日點歲差」，經過計算週期約為2萬年。
接下來，羅老師介紹科學家們以歷年來全球各地採集到的57根海洋岩芯中底棲有孔蟲的氧同位素值，建立全球綜合性氧同位素曲線的年代模式(LR04)。有了這樣的年代模式，羅老師再針對他要分析的岩芯標本，與LR04年代模式進行比對，將標本的「深度」對應成「年代」。之後再利用傅立葉轉換、小波分析等方法，將此岩芯的氧同位素溫度變化紀錄濾出2.3萬年、4.1萬年和10萬年的三個週期。根據羅老師的數據分析，的確在過去氣候紀錄中，可看到天文軌道力週期：近日點歲差、自轉軸傾角變化和公轉軌道偏心率變化的影響。
最後，老師也提到在目前的古氣候紀錄中，仍有些待解決的問題，像是：持續出現的40萬年週期震盪、在北半球主導的事件中看到南半球的影響等等。也許之後收集更多數據或是深入研究後，可以有更好的解釋。就像老師在演講中分享的一段話：一個科學典範(模型)建立後，常會有一段時間的流行，大家會把許多觀察到的現象嘗試套到此典範上。慢慢的也可能會發現一些無法解釋的部分，也許進一步觀察與分析，又會發展出新的典範來解釋與修正。
整場演講，透過老師深入淺出的解說，讓我們了解到地質學家們對冰期的認識過程，也了解到原來一根海洋岩芯的紀錄，還須經過許多比對過程，才能將有孔蟲的氧同位素紀錄，轉換成對應的年代和溫度變化。而這些古氣候溫度的紀錄，可能疊加了多種變因，需借助各種濾波方法來拆解，再進行影響變因的比對。感謝羅老師精彩的分享，也感謝成功高中謝莉芬老師的安排，讓航海家社群的地科老師們在忙碌的課務之餘，能有一場收穫滿滿的充電研習。
國立臺北教育大學自然科學教育學系吳天偉教授
臺北市立成功高級中學地球科學科謝莉芬老師整理
對高中生而言，他們都知道三葉蟲是古生代的標準化石，但吳天偉教授說了一些地科老師不曾注意到三葉蟲的資訊，例如：
「你曾注意到2008宮崎駿電影「崖上的波妞」有三葉蟲的蹤影嗎？」
「國外還有以三葉蟲為題的詩集，甚至也有以三葉蟲為名的電影。」
「隨著3D列印的技術，以某種奧陶紀三葉蟲製作金屬的模型，閃亮且非常美麗。」
「寶可夢裡也有三葉蟲。」
「國內臺灣博物季刊第139期有一篇【三葉蟲「微」化石】的文章。
吳教授所介紹的三葉蟲構造、雌雄之分、蛻殼與面線、大小、生命週期、個體發生等等細部的內容都會成為我們課堂中補充有意思的題材了。
且看我們航海家地科跨縣市跨校社群老師在地科學科平台研習中的研習隨筆，就可以了解吳教授是如何帶領我們進入到三葉蟲的奇妙世界了！
國立臺北教育大學自然科學教育學系吳天偉教授演講
和三葉蟲的午後約會 ..
桃園市私立六和高級中學陳秋雯老師研習心得隨筆
這是最近最開心的事了。地科裡面我最喜歡古生物，古生物裡面又最喜歡三葉蟲。回想起來大概就是因為我的高中地科啟蒙老師真的是太會說故事了！！大學時又遇到鍾廣吉老師，一頭栽進化石的世界裡。
今天的吳老師也是很會說故事。老師善用日常生活中的例子，電影、寶石飾品、寶可夢….等來介紹三葉蟲。彷彿三葉蟲一直在我們身邊。不管是恐怖的、漂亮的、可愛的、好吃的…都有。
當老師用吃螃蟹的肺，來比喻三葉蟲的腮時，生動的說明加上他那手勢，哈哈，我彷彿看到三葉蟲在老師的盤裡。
再佐以老師精心準備的豐富資料，簡直就是一場三葉蟲吃到飽的饗宴。
三葉蟲雖然是古生代的標準化石，但是大多集中在古生代前期，也就是寒武紀、奧陶紀。在奧陶紀滅絕事件結束後，三葉蟲的數量其實就大幅減少了。
1679年第一隻三葉蟲被發現時，還被誤認為是比目魚呢！
現今大部分被保留下來的三葉蟲化石，都是只有看到背殼，(這很合理，堅硬的部分被保留下來)，其實翻過來，他的腹部是有很多腳腳的！老師特別介紹了黃鐵礦化的三葉蟲腹部和有卵被保存下來的三葉蟲，超帥。
老師還分享了一個NHK (1994)蛻變的地球”影片，影片中模擬了奇蝦吃三葉蟲的實驗，證實那W型的傷口，真的是奇蝦咬的，老師還帶了奇蝦寶寶，生動的展示他吃三葉蟲的樣子。
吳老師更是分享很多他做研究時的過程，還說了一個可以挖掘三葉蟲的遊樂園！(可惜我回來後，一直找不到那個遊樂園的資訊，超想去！！！)
這次的研習，有些以前念書時就知道的資訊，再聽一次，就像回到求學時期一樣！好喜歡這個研習！和三葉蟲的午後約會！
後記1：可惜現在地科的上課時數，一直減少減少……我也好少講故事給學生聽了。
後記2：
我也會說三葉蟲的故事給學生聽，每次講到他的眼睛就像方解石時，學生都超感興趣的！！以前我也是會買三葉蟲化石的人。但是十年前被學生摔壞之後，我就再也不買了！因為摔壞之後，就發現像吳老師說的，是複製的三葉蟲大軍被黏貼在”真的”石灰岩上。(哈哈哈哈哈，十幾年前，我還是熱血窮學生呢！金錢可以再賺，但是我的感情呀~~~~)
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