九二一地震暨今24年，你我腳下持續進行的板塊擠壓運動

文／林書帆、諶淑婷、陳泳翰、邱彥瑜、莊瑞琳、王梵、雷翔宇

兩大板塊聚合處，利吉混同層破碎、不穩定，是整個臺灣島的縮影。它身上不只隱藏著臺灣身世的解答，其上居民的生活方式，也可能是我們要如何生存在這個脆弱島嶼的線索。

隱藏在後山的臺灣身世

我們看到的日出是從海平線跳出來的，山前的人看到的日出，事實上已經是日上山頭了；每天日頭把精氣光華先給了我們後山人，然後才懶懶的翻過山頭去照顧山前的人。

前面這段引文，出自作家吳豐秋一九九六年出版的長篇小說《後山日先照》。「後山」之名源於西元一六八四年，臺灣正式被納入清廷版圖，在帝國視角之下，中央山脈以東的土地被稱為「後山」。後山的範圍一度包括宜蘭、恆春等相對於西部較晚開發的地域，其後行政疆界幾經變遷，現今提起後山，一般是指花蓮、臺東兩地。後山一詞，自始便夾帶有邊陲、野蠻、未開化的價值判斷，然而隨著時間流逝，「後山人」也逐漸凝聚出一種「後山意識」，即從地理位置的優越性出發，逆轉原本「落後於前山」的價值階序。「後山日先照」便是此一意識的體現。

從地理位置來看，後山人值得驕傲的地方，不只是日出比西部早了幾分鐘而已。花東地區還隱藏著許多臺灣之所以成為今日樣貌的線索，而這一切都要從「板塊構造理論」說起。

「大陸漂移」理論

一九一四年，韋格納（Alfred Lothar Wegener, 1880-1930）曾在德國地質學會上發表的「大陸漂移」理論，並在一九一五年出版《大陸與大洋的起源》一書。

「大陸會移動」這個想法，早在十六世紀末就有人陸陸續續提出，韋格納卻是首次整合諸多氣候、地理、古生物學上的證據來支持這個說法的人。韋格納認為，今日所見的五大洲是在約二億二千五百萬年前，由他稱為「盤古大陸」（Pangaea，又譯為泛蓋亞）的陸塊分裂而來。最主要的證據之一，就是他發現把目前這幾塊大陸接合之後，能夠解釋為什麼同種生物會分布在相距遙遠的南美洲和非洲海岸。南極發現的煤礦、南非發現的冰河沉積物，也證明這些大陸所處的緯度曾經與現在天差地遠。

然而韋格納的學說有一個致命傷，就是無法為「什麼力量在驅動大陸漂移」提出一個合理的解釋，因此他的學說受到嚴厲抨擊，被斥為異想天開。

在批評聲浪中，韋格納依舊堅持為大陸漂移說尋找更多證據。一九二九年，他分析了德國研究船「流星號」收集的大西洋海底探測資料，發現靠近大西洋中洋脊的海床地質年代較年輕，這個證據讓後來的研究者推測出，有源源不絕的新地殼從中洋脊生成，較老的地殼在熱膨脹作用下不斷被推離中洋脊。這個發現是從大陸漂移過渡到板塊構造學說的關鍵，如果韋格納沒有在一九三○年死於在格陵蘭設立氣象站的途中，他很有可能成為板塊構造說最早的推動者。

韋格納死後的數十年，大陸漂移理論仍舊被大多數學者視為荒誕不經。

其實在大陸漂移被廣泛接受之前，已經陸續有許多發現可以支持此學說。例如科學家原本認為海洋已經至少存在了四十億年，海床上一定會累積厚度驚人的沉積物，但一九四七年美國研究船亞特蘭提斯（Atlantis）號的探測，卻發現大西洋海床上的沉積岩層比原先想像的薄很多。這些沉積物都到哪裡去了？直到一九六○年代「海底擴張」學說成形，這個謎題才獲得解答。

「海底擴張」學說

海底擴張一詞，是由美國海岸與測地調查所（US Coast and Geodetic Survey）的羅伯‧迪茲（Robert S. Dietz）所提出，這個學說主張，中洋脊的火山噴發一直在製造新的海洋地殼。既然一直不斷有新地殼產生，地球為什麼沒有膨脹得愈來愈大呢？普林斯頓大學地質學教授海斯（Harry Hess）對此提出解釋：海洋地殼在中洋脊生成擴張，隨年齡增長比重逐漸加重，最終在海溝處往下沉降回地函而消滅，就像輸送帶一般在中洋脊與海溝之間不斷循環再生，其上的大陸地殼則隨之移動。

一九六八年，美國研究船格洛瑪挑戰者號（Glomar Challenger）在大西洋鑽探的海床岩芯，證實了離中洋脊愈遠的岩石年齡愈老的事實。到了一九七○年代，板塊構造理論終於被廣泛接受，如今它在地球科學界的地位，就如同原子結構之於物理化學、演化論之於生物學，而若不是因為板塊碰撞，也不會有臺灣島的誕生。

正如愛情關係中總是有強勢的一方，板塊相遇時總是會有一方隱沒，決定誰會隱沒的是板塊的密度。海洋板塊因鐵、鎂含量高，比重較重，因此會隱沒到以矽、鋁為主的大陸板塊之下，從中洋脊火山誕生的海洋板塊會隨著逐漸冷卻而提高密度，因此兩個海洋板塊相遇時，年老的板塊會隱沒到年輕的板塊之下。

臺灣島的形成

現在的臺灣島就像是歐亞板塊和菲律賓海板塊之間的愛情結晶，但在一億多年以前，它們之間還處於「我不認識你，你不認識我」的狀態。當時歐亞板塊有個舊情人叫古太平洋板塊，因為它隱沒到歐亞板塊之下，巨大的擠壓力量讓大陸棚邊緣的沉積物隆起，形成了最早的古臺灣島。這段歐亞大陸與古太平洋間的熱戀期，被地質學家稱為「南澳造山運動」。

大約在七、八千萬年前，古太平洋板塊厭倦了歐亞大陸，逐漸停止向西隱沒，兩個板塊的關係由「聚合」轉為「張裂」，沒了板塊擠壓的力量，古臺灣島在侵蝕作用下再度沒入海水中，張裂作用使歐亞板塊邊緣陷落出許多沉積盆地，這些盆地持續累積來自華南地區的沉積物，在日後的蓬萊造山運動中被擡升成為中央山脈、雪山山脈及西部麓山帶。

三千萬年前，南中國海一帶開始張裂，歐亞板塊邊緣形成新生的南中國海板塊，兩千萬年前，南中國海板塊向東隱沒到菲律賓海板塊的馬尼拉海溝，板塊上的地殼熔融成岩漿，形成了一連串火山島「呂宋島弧」，呂宋島弧的北端，就是日後的海岸山脈、綠島和蘭嶼。其後菲律賓海板塊載著呂宋島弧，以每年7-8公分的速度向西北方移動，在六百萬年前與歐亞板塊展開了一場新戀情，也就是地質學家所稱的「蓬萊造山運動」。

因為是島「弧」撞上大陸，又稱為「弧陸碰撞」，強烈的造山運動使一度沉入水中的古臺灣島重新浮現，擡升為將近四千公尺的高山。兩個板塊緊緊相擁之下，臺灣逐漸被形塑為今天的樣貌。蓬萊造山運動至今仍在進行，也就是說與海岸山脈同屬呂宋島弧的蘭嶼、綠島，總有一天也會與臺灣本島合併，到時候我們就可以騎單車到綠島而不必搭船－－不過那至少是五十萬年以後的事了。

如果板塊不再碰撞

五十萬年對人類來說是難以想像的漫長，但在地質時間的尺度上卻是一眨眼的事。如果哪天歐亞板塊與菲律賓海板塊感情降溫，地殼不再隆起，目前的侵蝕速率會在五十萬年內將臺灣島夷為平地。幸好平均來看，臺灣島同時也以每年八公厘的速率擡升。東華大學自然資源與環境學系劉瑩三教授解釋，「正因為臺灣不論是侵蝕、擡升等地質現象進行的速率，以地質時間的尺度來說都非常快速，才能讓學者有機會在一生的時間中就驗證自己的理論，如果在其他地方可能需要好幾代的時間。國外教科書都會提到臺灣的地質事件，例如集集大地震、小林村土石流等，在提到年輕的造山帶、弧陸碰撞時，通常也都會拿臺灣做例子。」

這些劇烈而快速的地質活動，都源於臺灣板塊邊界的地理位置。板塊邊界通常隱匿於深海之下，使人無緣親見，花蓮的玉里大橋卻是除了冰島外，世界唯二橫跨兩個板塊的橋樑。而臺灣位於板塊交界地帶的重要證據，便是利吉惡地地質公園的「利吉混同層」。

發現「利吉混同層」

一九五四年，臺灣省地質調查所的徐鐵良與王超翔教授在海岸山脈進行調查時，注意到卑南溪沿岸有一片草木不生的裸露地，在此之前的調查者皆未看出它有什麼特殊之處。徐鐵良觀察到破碎疏鬆的泥岩中，夾雜許多大小不一的岩石，認為其成因是大規模海底山崩的泥流堆積而成，以露頭所在的利吉村命名為「利吉層」。

利吉層被發現的年代，不只板塊構造學說尚未成熟，國際上對「混同層」的研究也相當稀少。直到一九六八年，美國加州海岸山脈發現「法蘭西斯肯層」（Franciscan Formation）後，混同層才開始受到重視。一九六九年，畢慶昌首先以「混同層」一詞說明利吉層的特性：雜亂而缺乏層理的泥岩中，混雜許多不同類型、年代的岩石。一九七○年代之後，許靖華與畢慶昌等學者陸續發表了相關研究，將利吉混同層的成因與板塊運動聯繫起來，開啟了利吉混同層研究的全新面向。

●本文摘自衛城出版之《億萬年尺度的臺灣：從地質公園追出島嶼身世》