【發燒新鮮事】小老鼠大如牛 【講座報導】　火星，越看越驚奇！ 【新書搶先報】生命的線索 & 基因組圖譜解密 & 連結 【921大地震四週年特別報導】　揭開發震構造的真面目

◎ 小老鼠大如牛2003/09/19 在我們的印象中，小老鼠只有手掌大，胖胖的天竺鼠最多也只有一公斤重，可是天竺鼠的祖先，竟然像犀牛一樣大！最新發表的化石顯示，超大鼠悠遊於800萬年前南美洲的熱帶濕原，牙齒很長，嚼食鹹草維生。它們的化石骨骼重見天日，也為我們描繪出中新世的史前景象。

◎ 減肥新福音2003/09/16 減肥藥常常有不良的副作用，那麼要如何減得有效又健康？如果能找到身體內調控「飽足感」的生理機制，讓身體提早感到「吃飽了」，就不必吃一堆危險又可能無效的減肥藥了。目前科學家找到兩種蛋白質，它們在身體裡都是用來傳達「吃飽」的訊息，因此若能提高兩種蛋白質的濃度，便能抑制食慾，達成苗條體態！

◎ 複製動物有沒有明天？2003/09/12 繼桃麗羊因病痛不斷接受安樂死後，台灣的三隻複製小豬同樣難逃厄運，近日陸續因心臟病發不幸死了，複製動物的安全性再度受到高度質疑。然而，其負載著醫療遠景的美夢，仍受到大眾寄予高度期待。

◎ 最明亮的電波星光2003/09/09 科學家以新型的電波望遠鏡，觀察到有史以來最明亮的無線電波閃焰，這與年輕星體的強大磁場有關。未來陸續興建完成的更新型電波望遠鏡，將有助於我們了解這些新興燦星的更多秘密。

◎ 女王蜂的抉擇2003/09/04 女王蜂產下的受精卵可孵化成雌蜂，而未受精的卵則孵化成雄峰，這大家早就耳熟能詳。但是，牠們的性別到底是如何決定的？

【7月科學不簡單講座】 火星，越看越驚奇！ 主講者︰孫維新（中央大學天文研究所教授） 《科學人》訂戶獨享︰講座全文精采揭露！ 　這陣子利用晴朗的好天氣，在晚上10~11點左右，東南方的天空中會有一顆亮得不得了的橙黃色亮星，這就是火星。火星從古到今、不分中外，都被認為是不吉利的星體，而它之所以為橙紅色，是因為火星表面富含氧化鐵，是一顆「生鏽」的星體，其實沒有任何不吉祥的因素跟紅色有關，卻曾給先民帶來許多恐懼。 　火星每兩年會有一次火星衝，即火星和地球較接近。地球和火星繞太陽的公轉軌道皆為橢圓形，而太陽位於橢圓的兩個焦點之一處，因此橢圓軌道有近日點及遠日點。所謂的火星衝是指太陽、地球、火星排成一直線，且地球位在近日點，而火星位在遠日點，這時候火星在地球的背面，和地球最接近。由於軌道受引力影響會不斷飄移，所以每次接近的距離不一樣，而這次的火星衝是2003年8月27日，為7萬3000年以來地球與火星最接近的一次，火星平常的亮度大約只有一等，而這次火星的視星等可達-2.9，超越木星的-2等，接近金星的視亮度。 　火星是太陽系第四顆行星，距離太陽 1.6 個天文單位（天文單位是地球到太陽的距離），而且是距離地球第二近的行星（最近的是金星）。火星介於地球和小行星帶之間，它的兩個衛星就是從小行星帶來的。 　那麼，我們為何研究火星呢？因為除地球之外，我們所知最多的行星便是火星。另外一個原因則是火星可能有水，所以是另一個可能孕育生命的地方，所以大家對它很有興趣。火星約在38億~40億年前應該有水存在，可能是海洋、湖泊或大河，去年的最新觀測顯示，水都在地底下不深的地方，所以有關火星的教科書有一半都要改寫了。 　此外，火星的垂直溫差大，因為大氣層非常薄，沒辦法將熱量維持在地表。火星上還有很多高火山區，顯示火星當年的地質活動相當活躍；還有深谷，例如水手谷，橫幅有美國那麼寬，而且很深。另外還有海臘斯盆地，是一個大隕石坑，相信以前它的作用也像是一個湖泊。火星上有時會有高速沙暴席捲整個星球，遠比蒙古的沙塵暴嚴重得多，可以捲起沙塵達三公里高。在2001年有一次沙暴，在兩個月的時間內，把整個火星給覆蓋住了。 　新的一波火星探險風潮比較成功的有1997年美國成功發射了拓荒者號和逗留者號，然後是1997年美國的全球探勘者號，在火星軌道上繞行了2018天。距今前一次的火星任務為2001年美國的火星漫遊號，於2001年4月7日發射，已於2001年10月24日抵達，在火星軌道上繞軌運行了506天。它的主要任務包括研究火星地表元素和礦物的種類及分佈、尋找地表之下的水，以及尋找火星上的生命。大家可能注意到，這些火星探測船大多是於單數年發射，而且一去去好幾個，因為火星公轉週期1.88年，地球是一年，大約每兩年地球跟火星接近一次，所以大多數火星任務是每兩年發射一些太空船。像是今年年初到現在，到火星的太空船絡繹不絕於途，其中日本有一艘「希望號」已經在半路上了，今年6月歐洲發射了火星快遞軌道衛星，大約12月會抵達火星，然後是美國於6月10日發射精、7月8日發射機會號，預計明年1月抵達火星 　未來十年的火星探險的最終目的是希望送人登陸火星，並利用表面土壤、大氣，進行火星的環境改造，改造到適合人居住為止。而如果有火星生物怎麼辦？按照我們人類的劣根性來看，最善良的做法可能是為這些生物設置保留區！其實大家應該好好思考一下，我們真的希望把火星改造成另外一個地球嗎？今天很高興跟大家談談火星，最近希望大家能有機會去看看它，畢竟火星很可能是人類下一個希望。

【主題書評】 基因定序競賽的兩種敘述 書名：生命的線索／基因組圖譜解密 作者：薩爾斯頓、費莉（J. Sulston & G. Ferry）／戴維斯（K. Davies） 譯者：潘震澤、杜默／潘震澤 出版時間：2003年6月／2001年8月 出版公司：時報出版公司（台北） 書評撰文：周成功（陽明大學生命科學系教授） 科學家、政客加上投機炒作的商人，使人類基因組定序的過程充滿了曲折與雜音。《生命的線索》與《基因組圖譜解密》這兩本書都是敘述其中的經過，但由於作者出身背景不同，而呈現完全不同的風格，也讓我們對於其中緣由有更深入的看法。 【SCIENCE 書摘】 《連結》 作者：布侃南（Mark Buchanan） 譯者︰胡守仁（淡江大學數學系教授） 出版公司：天下文化（台北） 預計出版日期︰2003年9月 你和中央研究院院長、證嚴法師或老牌影星凌波，可能沒有機會相互認識，但是你可能透過朋友的朋友的朋友……與他們產生聯繫，然而，你們之間需要經過多少人，才能夠發生連結？這個問題的答案，指向「小世界」理論，一門關於「連結」的新興科學。《連結》這本書為我們揭開這個跨越電腦科學、全球經濟、社會學、物理、數學、生物、生態的「小世界」之謎。

【921集集大地震四週年特別報導】 揭開發震構造的真面目 集集大地震的震央，為何不是位在地表破裂的車籠埔斷層線上？讓我們從地質學的觀點，透析地震發生的原理與斷層活動間的關係。 撰文／陳于高（台灣大學地質科學系副教授） 　過去100年，台灣陸地上曾發生過七起規模7.0以上的巨震，其中五起又集中在20世紀的前50年間，伴生有地表斷層活動的則有四次，與1999年的集集大地震相隔了約有半個世紀。集集大地震是否預言了未來可能接踵而臨的連續強震？它讓我們有何啟發？ 　如果我們將集集大震所有地表產生破裂變形的點一一相連，會發現它們在地圖上可連成一條線性區域，它便是公認造成這次發震、綿延有近100公里長的車籠埔斷層。眼尖的人便會發現，這個地震的震源位置並不在斷層線正下方，而是在集集鎮北方約1公里、距離地表12公里深的地底。地震釋放之能量又轉成震波再向外傳播，整個南投縣最接近這個發生地，所以立即陷入恐怖的天搖地動之中。南投人無語問蒼天，心中吶喊：「為什麼是我們？」 　這個問題是很有科學意義的。就地質上來看，我們立即覺得有異的不只是震央為何不位在地表破裂的斷層線上（而是位在地表破裂帶的東側），對於這發震位置並未在更東或是更西，也是值得探究的問題。地震過後，台灣的地震專家在破裂帶進行一連串的地表地質調查，這些調查，連同在1997年中央地質調查所李錦發所做的車籠埔斷層調查研究報告，都指出此斷層的斷層面乃一向東傾15~30度的斜面，上盤（車籠埔以東的岩盤）沿著具有高度塑性的頁岩層，向西逆衝。震央位在集集並非偶然，而可能是斷層面幾何型態上的必然，因為車籠埔斷層確實以低角度向東傾的方式，通過集集地底數公里深的地方。這與美國加州大熊鎮與藍德斯城地震，震央便直接位在斷層線上的情形有所不同，其發震斷層基本上是垂直地面的平移斷層。 　如何解釋地震發生在集集地底而不在更東或更西的位置呢？蘇強（John Suppe，美國國家科學院院士、普林斯頓大學教授）在1960年代於台灣進行一系列的地質構造研究後，提出了一個讓他享譽全球的理論「推土機模型」。這個一向被視為「薄皮」（thin-skin）構造的理論架構，認為地表所有主要的斷層面，都會向下連接到幾公里至10公里深，較為平緩之一個或以上的「斷層滑脫面（decollement）」，而所有地殼變形也都會發生在此一滑脫面之上。這個滑脫面有兩個不容忽視的特性，一是在該滑脫面上的岩性十分特別，就像這次地震的滑脫面乃沿塑性極高的頁岩層而動；二是滑脫面會經過一個轉折接上「斷層滑坡」（ramp），再向上延伸至地表，此一轉折位置會成為岩盤向西逆衝時的阻礙，以及應力聚積的位置。若將推土機模型應用到此次集集大地震，則發震點所在的集集地底下，也許便是斷層滑坡與斷層滑脫面之連結位置，以致應力不斷累積於該處，一旦突破了靜磨擦力，便會挾巨大的能量帶動整個上部地殼向西向上移動。 　新調、老調齊彈 　1999年9月21日凌晨1時47分12.6秒，集集車站內的大鐘走到此時打住。在多數民眾業已入睡的這一刻，先是照明逐步消失，接著進入一片漆黑；同時，睡床上的人們會感到一陣上下起伏的波動，和前後左右的天旋地轉。尚未入睡、意識清楚的人們，或許更可感受到超過一次的震動，在原本以為地龍行將止息時，卻又毫無預警地再次翻身，教人在有如無止境的恐懼中掙扎。 　從中央大學馬國鳳主任對地震當時斷層面上的錯動分佈，以及破裂波前的傳遞情形所做的分析可以發現，在主震發生後3秒，破裂波前仍停留在震央位置；3~12秒內，斷層同時向南與向北破裂；12~17秒時，斷層僅向北方破裂，且在最北端停留10秒，造成極大的地表變形。在短短30秒的破裂時間內，震波的傳遞情形卻有如此大的差異，這究竟代表什麼？ 　從地質的角度，也許可為這團謎題找到解答。台大地質系教授陳文山等人在破裂帶沿線做調查，發現依照變形與斷層上下盤岩層關係，可將地表變形分為四個活動區段。在這四個區段中，只有南邊的草屯段與竹山段是沿著地質圖上的車籠埔斷層，垂直位移為1~3公尺；北邊的石岡段位在三義斷層的東側，主要傍山麓前緣出露，明顯地未承接南方的破裂，垂直位移最大，在3~10公尺之間；往北再接上卓蘭段時，此段破裂帶橫過大甲溪的埤豐大橋後，瞬間由南北向打橫變成東西向切過石岡，再向北終止於大安溪北岸卓蘭的內灣，垂直位移在數十公分到八公尺。更有趣的是，卓蘭段的破壞行為並非以斷層為主，而是一連串的急轉褶皺及小斷層的破壞。在這樣明顯非均一的破壞行為下，若以「車籠埔斷層」涵括縱長100公里的破裂帶，不如以「集集大地震破裂帶」稱之適當。 　對於這樣不同段具有不同變形行為的認知，釐清了我們一直以來的一個迷思：地震造成的地表破裂，是否會沿單一斷層面而活動？集集大地震的事實告訴我們，同震之地表破裂，可能是主要斷層與其他主要、次要的活動構造，共同形成一個複雜的地震斷層系統。換句話說，「地質斷層」與「地震斷層」是有所不同的：前者指的是以地層的不連續、地層位態的轉變與破裂帶的存在所推論出的斷層，後者則指實際地震運動中，透過應力釋放，而觸發其移動的一連串地質斷層系統或是新的破裂面（這種情形可能較少，因為地質斷層是理論上的弱面，應力若能完全透過弱面釋放，要製造新的破裂面便屬不易）。 　如果我們從斷層間彼此觸發的可能性看來，一種緊接而來的誇張想法可能是：會不會有一次地震，造成全台斷層連續大移動，甚至是台灣島的分裂？【如欲閱讀全文，請見《科學人》2003年8月號，陳于高教授將完整介紹台灣的10大斷層區塊、斷層錯動方式與地質學家的研究方法，不可錯過！】