中心研究－其他研究
地球所為執行台灣板塊邊界觀測計畫 (PBO-T) ，自2003年開始陸續於台灣東部海岸山脈及中央山脈地區安裝井下應變儀 (borehole strainmeters, BSMs) ，以連續監測板塊邊界附近的地殼形變。
目前已在海岸山脈的奇美地區裝設三部水平面積應變儀（俗稱「膨脹儀」，dilatometer）及一部三向應變儀，可同時觀測水平面應變及剪切應變(shear strain)，花蓮地區的中橫沿線也將設置另四個BSM觀測站，井位已經大致準備完成。記錄器除了原先預設的Linux Box（輸出格式為Bottle format）之外，為整合其他觀測資料另採用Q330系統，資料輸出格式為miniSEED format，可再輕易轉成其他格式 (如SAC等)。
每部井下應變儀都配置氣壓計，另有部分測站與井下地震儀及/或 GPS 連續觀測儀共站，提供作比較、修正及其與地震之間相關性討論的依據。
在使用應變資料之前必須做好幾項修正工作，即溫度、地潮、氣壓和井管鬆弛-水泥癒合修正等，另外對於所記錄資料也必須做尺度 (scale) 的校準，才能產生「已處理的資料產品（processed Level 2 data product）」，目前劉啟清已有初步結果。資料管理中心 (IES DMC) 所能提供的產品包括原始資料 (Level 0/1 data product)、野外工作紀錄及測站資訊等。奇美地區已有兩站（猴子山、春日）的應變資料即時傳回所裡，如需監看的系統軟體 (Cimarron) 請洽劉忠智。
資料管理中心另外提供三類不同震央距的原始地震事件波形資料，一是依據氣象局提供的台灣地區地震目錄，取芮氏規模大於 4 以上地震的發震時間，往前取 6 分鐘，往後取 10 分鐘，共計 16 分鐘長的資料存成Full SEED格式 (100 sps)，二是取PDE地震目錄距台灣40度以內mb>5.0的強震，三是取40度以外mb>5.5的遠震。這組地震資料目前存放於DMC 的檔案伺服器。目前對所內同仁完全公開，預計不久的未來也將對外界公開。
古地磁實驗室係1978-1980年間中央研究院各所規劃第一次五年發展計畫時，地球科學研究所當時倡議成立之幾個新實驗室中的一個，此實驗室於1982年夏天購入第一批儀器時成立，包括野外採樣裝備、自旋式測磁儀及交流磁場去磁儀，並於次年成立一座隔磁室(magnetic shielding room)，其後歷經搬遷及水災，損失及增添若干新的儀器設備，而有今日之規模。目前實驗室擁有之主要設備為(1)一套具長岩芯量測系統之低溫超導測磁儀；(2)兩套自旋式測磁儀；(3)兩套交流磁場去磁儀；(4)兩套熱去磁儀，其中一套可從事古地磁場強度分析工作；(5)一間隔磁室；(6)一套長岩芯磁感率量測系統；(7)一套可量測磁滯曲線之震盪式測磁儀(Vibrating Specimen Magnetometer)；(8) 一套可測高低溫及不均向性之磁感率量測系統；(9)一套脈衝式等溫殘磁量測系統；及(10)多重感應器岩芯物理性質量測系統。此外另有鑽採岩樣、切割岩芯工具及設備，冷藏室貯存海洋及湖泊沉積物岩芯，以及其他相關設備。
實 驗室成立初期，研究工作主要集中在利用古地磁方向來探討台灣地區地體構造運動特徵，以及用古地磁場之極性來分析地層年代為主，隨著發現磁極反轉界面後，探 討地磁場極性反轉過程之現象成為研究重點工作之一；同時期也引用磁感率不均向性之研究，配合野外微構造之分析，探討台灣各地區局部及區域性古應力演化之特 性，此外磁性礦物特性之研究也是重點工作之一。隨著我國加入國際海洋古全球變遷研究(IMAGES)計畫，本實驗室研究重點也加入環境磁學研究，利用古地磁學方法(包括方向及強度變化)提 供岩芯時間控制點，進而建立時間序列，供給岩芯定年及對比資料；同時量測各種磁學參數，並據以分析磁性礦物豐度、種類及粒度隨時間變化之特性，探討東亞地 區古環境、古海洋及古氣候變遷之特性，多項磁學參數已成為古氣候研究之代用指標。目前此項研究工作為本實驗室最重要研究項目之一，研究對象則由海洋沉積物 推廣至湖泊沉積物，研究地區主要沿國際古全球變遷計畫規劃的第二條極-赤道-極(Pole-Equator-Pole II; PEPII)途徑，自南半球澳洲北部外海直到北半球鄂霍次克海，時間則涵蓋過去約兩百萬年，但以最近兩萬年內為主。
1996年扈治安研究員加入本所，主要研究方向在放射性落塵核種在地球科學及環境科學的應用上，規劃設立加碼計測實驗室，購置能譜儀及各式偵檢器。目前實驗室共有七部美國ORTEC廠所製的DSPec數位能譜儀，連結ORTEC各式高純鍺偵檢器(High-Purity Germanium detector; HPGe) 七台，包括GEM型一台、GWL型兩台、Lo-AX型一台、GMX型三台。
利用上述七套加碼能譜儀分析系統，可以用非破壞性的方法量測各種地質及環境樣本中釋放加碼射線的放射核種。近年來研究範圍涉及氣圈、水圈、地圈諸多議題，如火山爆發之前兆(precursor)放射性氣體監測、氣溶膠(aerosol)之大氣傳輸、土壤之侵蝕、探討臺灣周遭海域沉積物的來龍去脈等。此外，為因應國家社會發展所需，也執行一些環境汙染及核能設施環境輻射監測的工作。
亞洲大陸的遼闊意味著此大陸的形成必然很複雜。事實上，整個亞洲大陸乃由許多陸塊與微大陸在漫長的時間逐漸並合而成。分析古地磁和現今板塊相對運動等資料顯示，亞洲大陸正逐漸形成一巨大的“超大陸”(supercontinent，即未來的“剛瓦那”大陸 Gandwana)。我們近期的研究大方向之一即是理清自顯生宙(Phanerozoic) 以來亞洲大陸不同陸塊和洋盆的演化。這項研究計畫已獲教育部核可通過為第二期追求學術卓越計畫之一。題目為“亞洲大地構造運動與氣候變遷研究”，自2005年4月至2009年3月展開為期四年的研究。希望針對重要的地質問題作更深一層的研究。特別是關於亞洲大陸在顯生宙以來的增長、變形與伴隨的構造活動演化，以及後續對新生代以來此區域大規模張裂活動和現今氣候變遷的影響。此計畫為地科學界在教育部第二期追求學術卓越計畫中唯一獲透過的研究計畫，由國立台灣大學地質科學系與本所學人共同合作執行。此計畫包含三個主要且連鎖的相關研究子題（子計畫）如下︰
(1) 亞洲大陸的增生與演化︰增積造山帶 (Accretionary orogens; 以中亞與東亞為代表) 與碰撞造山帶 (collisional orogens; 以喜馬拉雅山和青康藏高原為代表) 的佐證（計畫主持人︰江博明、鍾孫霖、羅清華）
在中亞與東亞的增積造山帶中（如中國境內阿爾泰山(Altai)與興安嶺），我們研究此處大量新生(juvenile)地殼之形成機制與大陸之增長速度。此項研究和國際岩石圈研究計畫(International Lithosphere Program; ILP) 之一個子計畫息息相關。相對地，在碰撞造山帶中，如喜馬拉雅山、青康藏高原和台灣，我們研究之主題將為造山過程與大陸地殼物質的循環 (recycling)。
(2) 構造抬升與環境變遷的關聯（計畫主持人︰魏國彥、陳于高、沈川洲、江博明）
此主題將探討現今最受關注的課題－古氣候變遷和大地構造作用之關係，如地殼抬升造成大氣環流的變化、海水成份與季風形態的改變以及中亞和中國西北部沙漠化環境的形成等。
(3) 建立世界級的同位素化學分析實驗室（計畫主持人︰沈川洲、鍾孫霖、江博明）
此項子題將是從事上述研究主題至為基礎且具決定性影響的研究計畫。
地球整體之演化過程幾乎全部紀錄在大陸地殼中。這些過程包括地函的分異導致地殼的形成與增長、親岩石性元素(lithophile elements) 的集中機制、地表的變形（造山作用）、礦床的形成（部份元素的不尋常富集）與能源的形成（化石燃料）、地球內部氣體溢散、供生物體呼吸的氧氣形成、與生物體的演化等。這些作用多源自於自早太古代以來地球不同岩石圈板塊的交互作用。近數十年來，地殼增生的機制猶多所爭議；目前並無單一機製被普遍接受。近來由於確認在北美洲西部與中亞（包含中國東北與俄國西伯利亞東部）的增積造山帶，改變了道統對地殼增生模式的看法，特別是在顯生宙時期。另一方面，大陸碰撞造山是一極為複雜的過程。兩個大陸板塊碰撞固然可以造成地殼的抬升而形成高山，但是也可以導致看似無法隱沒的大陸地殼隱沒沈回地函。這過程得以解釋大陸地殼物質的循環和超高壓環境下的變質作用。
增積造山作用在地球歷史中一直活躍著，其所在的位置多位於隱沒海洋岩石圈上方，由火山島弧系統和自隱沒板塊上增積與自在上方的板塊侵蝕而來的物質堆積形成。新近的研究顯示深部岩漿的底貼作用(magmatic underplating)亦是造成增積造山帶重要的原因之一。但目前增積造山帶發育的詳細過程與最終與大陸核心的並合過程的研究仍極少數而使得對這些過程的了解仍極有限。
中生代的中亞造山帶，其亦稱為阿爾泰構造並合帶(Altaid Tectonic Collage: Sengör et al., 1993; Sengör and Natal'in, 1996)，為一典型增積造山帶。它系介於西伯利亞古陸和北中國古陸之間，是一個新元古到中生代的造山演化區域。在此區域中，大量新生地殼物質的加入完全改變了道統對地殼形成和演化的理念。幾年前由江博明所領導的五年期國際地質對比第420號研究計畫 (UNESCO international project IGCP-420)已獲致重要的成果，確認了中亞造山帶乃由前寒武紀的微大陸殘塊與自新元古代到顯生宙的新生地殼物質增積而成。新生物質由火山島弧水準聚合和地函物質以垂向底貼而形成。
年輕的台灣造山帶普遍認為是弧陸碰撞的產物，然而，更貼切的說法應是一個年輕島弧聚合至亞洲大陸邊緣。這是一個現生增積造山帶的實例。台灣東部海岸山脈的現階段增積應視為大陸地殼增生的初始階段。因為島弧岩漿的化學成份近似平均大陸地殼的成份，因此建立海岸山脈詳細的地球化學與同位素化學成份以比對將極為必要。將探討該成份是否足以代表經由地殼重熔所形成大陸地殼的成份。
總而言之，本研究將利用同位素示蹤技術與地球化學方法來檢視中亞造山帶中古生代到中生代時期新生地殼的成因機制，並將其與新生代台灣海岸山脈，喜馬拉雅山與西藏高原作比對。將估計在此新生地殼過程中地函與地殼物質的成份比，以進一步了解增積造山帶中山脈形成的型式，與亞洲大陸構造並合的過程。另外，協同本所其他研究同仁對台灣與日本間島弧系統，與對中國東部大陸隱沒帶（如大別山與蘇魯地區）的詳細研究，將對亞洲大陸不同陸塊併合的不同構造機制（中亞、中國大陸、印支半島等）作一全面的研究與了解。
大陸地殼深俯衝和折返及超高壓變質作用
超高壓變質岩的研究對於地球動力學有很重要的啟示，比如大陸地殼之深俯衝、大陸地殼物質的循環及超深部岩石的隆升和隱沒地殼的折返過程。我們將對下列三方面作深入研究:
(1) 中國大陸科學深鑽(CCSD)岩心的研究
此計畫(深度5000m)為全球唯一在碰撞造山帶板塊會聚邊界施行的鑽探,它提供極佳的機會來研究板塊會聚邊界的深部物質組成及分布,構造及地球物理模形型,殼幔相互作用及深部流體作用等等。岩心樣品已於今年開放,首先開放於Co-P.I's, 我們將利用此優先地位(江博明為一個Co-P.I.)取得岩石從事岩石、地化、同位素及TEM礦物微分析,希望最終能提出對大別山超高壓變質帶動力學模型。
(2) 在西大別(紅安地區)及桐柏山南部進行詳細的同位素地化分析
此工作將著重於觀察同位素的不平衡系統及鋯石及其他定年結果的關係，並探討“成双超高壓變質帶”傳說之正確性。
(3) 重新檢驗華北華南板塊碰撞前的俯衝方向
傳統的看法是由南往北俯衝,這已被多數學者無條件接受。但江博明等(2001)由同位素示蹤研究提出相反的看法。若此看法被証明正確時,它將會產生極為重大的影響,本研究計畫將繼續同位素示蹤的研究。
李德貴、汪中和、扈治安
地球為一動力系統，時時刻刻都在改變，但在人類近代歷史中，人為活動對整個地球系統所造成之衝擊日益嚴重，其速度之快似乎前所未見，已對人類文明之永續發展構成威脅。此項認知促成了「國際地圈－生物圈計畫」(International Geosphere-Biosphere Programme; IGBP)的成立，使全球變遷研究已儼然成為近二十年來的熱門課題。
根據地質學「均變說」的定律，今天在地球上發生的事情，過去勢必也曾經發生過，都應遵循一定的自然律，週而復始的運行著，只是速率偶有變化。因此，鑑往可以知來，研究過去可作為推測未來之參考，於是在IGBP下衍生一個「古全球變遷」(Past Global Changes; PAGES)核心計畫，從事古氣候變遷及其影響因素之研究，並訂了全球三條主要「極－赤道－極」(Pole-Equator-Pole; PEP)的路徑及其周邊地區﹝即PEP-I, II, III﹞，作為研究之重點區域。由於海洋沉積物為從事古環境變遷研究之一種主要材料，因此IGBP更規劃了另一個核心研究計畫：國際海洋古全球變遷研究(International Marine Past Global Changes Study; IMAGES)，其主要任務之一為在全球高沉積速率地區鑽取長岩心，以提供高解析度的研究。
台灣及其附近的邊緣海位居歐亞大陸、太平洋及印度洋之間，恰位於PEP-II之路徑上。臺灣西南方的南海是世界上最大的邊緣海之一；東南側有世界上最大的海洋暖池(Warm Pool)， 是目前全球最主要的溼氣來源區；西北側有世界屋脊之稱的青藏高原矗立，阻擋部分來自西伯利亞西側季風之溼氣；北側主要為東亞大陸，冬季西伯利亞乾冷季風由 此進入；又南海南側則緊鄰海洋性大陸，這是一個氣候上極敏感的地區，密集的低壓系統操控東亞的夏季季風系統。這種複雜的環境，在研究陸地、海洋、大氣交互 作用及和全球環境變遷有關的問題上，使得台灣及其鄰近之東亞地區具有先天之有利條件，已成為從事古氣候、環境變遷研究重要地區之一。為瞭解此區域之環境變 化，需結合各種記錄，尤須進行海陸對比與連繫之研究。吾人已與國內大學相關學者組成研究團隊，進行本院主題計畫「亞洲古環境變遷：海陸關連與對比」研究， 所利用的材料有海洋沉積物、湖泊沉積物、植物孢粉、黃土及洞穴石灰岩等，所使用的方法有穩定及放射性同位素地球化學、古海洋、古生物、花粉、古地磁、岩石磁學等。經由解析及比對從陸地上及海洋中所得到的各種時間尺度的記錄，吾人希望對晚更新世亞洲的古氣候及環境變遷作系統性的研究。
本計畫之第一階段共有七個子計劃，擬以三年之時間，完成下述資料收集、樣本採集及分析工作：
(1) 整理分析過去東亞地區在這方面之研究結果：包括陸域之黃土、鐘乳石、湖泊沉積物，以及海域之海洋沉積物；
(2) 分析國際古海洋變遷研究計劃在南中國海、菲律賓海(IMAGES III, IV航次)及沖繩海槽(IMAGES VII航次)所鑽取之每根長達數十米之巨型活塞岩心;
(3) 鑽取並分析臺灣中部﹝頭社及魚池盆地﹞及新疆博斯騰湖之湖積物岩心；
(4) 分析採自台灣﹝新竹關西及高雄壽山﹞之洞穴石灰岩﹝鐘乳石﹞樣本。
參與本計畫之各子計畫主持人除本文作者三人外，還有台灣大學地質研究所的劉平妹及魏國彥教授，海洋大學應用地球物理研究所陳明德教授，成功大學地球科學系黃奇瑜教授及游鎮烽副教授。研究項目及分工合作情形如下：扈治安、汪中和及游鎮烽將分析洞穴石灰岩之生成年代﹝加速器質譜儀碳十四定年﹞及地球化學特性﹝碳氧同位素、鈾系核種、微量元素等﹞，藉以探討高解析度的陸上古環境變遷訊息;黃奇瑜將分析亞洲邊緣海之海洋沉積物、台灣及中國大陸湖泊沉積物、中國大陸黃土及古土壤層序中碳酸鈣結核及有機物中之碳氧同位素及生物指標，探討及比較它們所隱含之古氣候記錄；劉平妹將分析二十萬年以來南海岩心與陸域湖積物孢粉之資料，從事海陸記錄之比較和探討其間之連繫關係；魏國彥將分析晚更新統-全新統以來海洋及湖泊沈積物中的碳屑，探討火焚記錄、植被情形、古氣候變遷與人類活動之間的連繫；陳明德擬分析海洋沉積物中之微體化石及生物源沉積物，進而探究晚第四紀之南中國海氣候與季風變化；李德貴擬分析臺灣及其鄰近地區第四紀湖泊及海洋沉積物所記錄之古地磁資料，建立晚第四紀以來地磁場方向和強度的長期變化，以建立可供對比之完整時間序列，此外並分析湖泊及海洋沉積物之岩石磁學性質，從磁性礦物之種類、含量及顆粒分佈探討它們在古環境變遷上之意義。
本所於民國七十年在首任所長蔡義本先生的帶領下，決定建立同位素地球化學的研究，並於同年在諮詢委員謝越寧先生的推薦下，聘任劉康克先生由UCLA返國服務（劉先生現任職於中央大學水文科學所教授）。劉先生的主要任務乃利用氫、碳及氧三種穩定同位素來研究台灣地區水的循環及對土壤之溶蝕作用，故早期研究目標放在台灣的雨水、河川水、板岩中的有機碳及鋁礬土等素材上。之後，於民國七十三年特聘李太楓先生從加州理工學院回國服務（李先生於民國八十八年當選為中央研究院院士，現任本所特聘研究員），主要借用李太楓先生在質譜儀研究上的長才，以建立本土放射性同位素地球化學的研究。
放 射性同位素地球化學研究在台灣的成長，主要可分為三個時期。一、草創階段：從民國七十三年至八十二年，地球所位於台灣大學院本部。本所的放射性地球化學實 驗室獨立引導該學門進入台灣的學術界。二、蓬勃發展階段：從民國八十二年地球所搬遷到現址至民國九十年納莉颱風引發洪水重創地球所。台灣各大學地球科學相 關學門，紛紛建立各自的放射性同位素地球化學實驗室。本所於此蓬勃發展階段，無條件提供各項技術支援及研究經驗予各相關研究單位。三、研究成熟階段：從民 國九十年重建經洪水重創後的地球所後至今。本所重新檢討放射性同位素地球化學的研究方向及儀器設備後，據此擴充各項研究儀器以涵蓋同位素地球化學上之各研 究領域。
1. 草創階段：
李先生回國後於民國七十三年找了第一個幫手沈君山先生（現任本所副研究員），以協助其在舊地球所內（台大院區，現今全球環境變遷中心）建立無塵化學實驗室及質譜儀實驗室。並於同年延攬藍晶瑩小姐（現任本所研究員），以建立變質岩同位素地球化學系統的研究。之後，在民國七十五年禮聘陳中華先生（現任本所研究員），以建立火成岩同位素地球化學系統的研究。再於民國七十六年聘任陳正宏先生（現任實踐大學高雄院區教務長）以建立超基性岩及沈積岩之同位素地球化學系統的研究。至此，本所在固態地球的同位素化學研究上有了初步的規模及完整性。在這草創期間，我們共建立了class 10000無塵化學實驗室一間（即每立方英尺，直徑大於0.5 micron的微塵數少於一萬顆），並於七十三年底購進VG 354固態熱游離質譜儀一台，再於七十九年購進Finnigan MAT 262固態熱游離質譜儀一台。VG 354為單一接收器之質譜儀，其工作效率略差於Finnigan MAT 262可調式多接收器質譜儀，直到民國八十九年因接收器損壞無法修復而送進博物館展覽。在這一段引進同位素概念於台灣地球科學界的期間，藍晶瑩小姐完成了台灣片麻岩的同位素研究；陳中華先生提出台灣北部陸上及海上火山帶的成因及活動歷史的新模式；楊燦堯先生完成菲律賓至台灣呂宋島弧火山岩漿隨時空的演化與弧陸碰撞關連的研究；陳正宏先生首先研究台灣沈積岩之同位素及菲律賓呂宋島弧火山岩中超基性捕獲岩；沈君山先生提出了鑭同位素和太陽系形成關係的模式；陳心維先生更獨步全球利用質譜儀首先看到核爆生成的135Cs同位素，並以此作為現生環境沈積速率及侵蝕速率的指標。除此之外，游鎮烽、曹恕中、陳淑珍、鍾文淨、葉秋娟、李國琳、陳智蘊、孫智賢等分別利用本實驗室完成他們的碩士論文。
2. 蓬勃發展階段：
李太楓先生與徐暇生院士（現任清華大學校長）共同發表X-wind模式，以解釋太陽系初期形成之機制。並以此機制成功解釋隕石形成之原因，於民國八十五年將此研究成果發表於Science期刊。
藍晶瑩小姐於民國七十九年至八十三年期間，與韓國延世大學Sung-Tack Kwon教授合作，多次前往南韓採集花崗岩的樣品，以印證南韓可對比南中國陸塊，而非一般認為的對比北中國陸塊。此外，從民國八十五年至今，藍小姐數次深入中南半島採集樣品，在越南發現太古代之南中國陸塊，以此證明南中國陸塊的演化史可追溯至晚太古代。而印支陸塊之最早演化史尚不達太古代。此外，於民國八十四年藍晶瑩小姐與台大王執明教授合寫台灣片麻岩一書，由經濟部中央地質調查所編印。
陳中華先生於民國八十到八十二年至美國加州大學柏克萊分校從事超微標本的分析研究，適逢地球所從台大院區遷返至中央研究院院本部，故陳先生歸國後隨即投入第二代無塵化學實驗室的建立及第一代岩石礦物標本前處理實驗室。之後，陳先生的足跡遍 及環太平洋島弧帶，從阿拉斯加、堪察加半島、日本、菲律賓、印尼、紐西蘭以研究火山岩漿隨時空演化的機制。此外，於民國八十二年至今，陳先生與日本東京大 學的研究團隊，共同研究日本櫻島火山及雲仙火山之噴發，陳先生成為世界上第一個成功利用Nd同位素變化，預測火山噴發量的研究，發表於Nature期刊。
陳正宏先生於民國八十二年購進電子微探儀（EPMA "JEOL JXA-8900R"）一台，設立於本所現今217實驗室從事礦物化學之定點精密分析。民國八十七年，陳先生因另有高就，離開本實驗室。後續工作由當時的博士後研究人員飯塚義之先生（日本籍）接手至今。
沈君山先生循陳中華先生例子，於民國八十三年到八十四年前往美國加州理工學院從事錸－鋨同位素在隕石學上的研究。返國後隨即於民國八十五年將本所現有Finnigan MAT 262質譜儀改裝成具有負離子源功能之儀器，以便研究錸、鋨及硼同位素在地球科學上的應用。並實際將此研究用在台灣北部金瓜石礦區之地球科學研究。
許朱男先生研究中國東北及山東地區新生代火山岩之地球科學研究，於民國八十五年獲得他的博士學位。沈川洲先生及邱景星先生在李太楓先生的指導下，將同位素的概念引進古海洋學，並利用本島的現生珊瑚以重建長時間尺度本島附近海表溫的記錄，同時於民國八十五年及八十七年，分別獲得他們的博士學位。王國龍先生研究台灣北部及外海晚上新世－第四紀火山岩的地球化學特性與岩石成因，而於民國八十九年獲得他的博士學位。
民國八十二年，邀請美國加州理工學院翁玉霖教授來本所客座一年。
3. 研究成熟階段：
本 實驗室同仁在本所經洪水重創後，深感外界競爭的腳步與不進則退的壓力，經反覆討論後，決定下列四個方針，以持續本所同仁在同位素地球科學的範疇上，不論在 國內甚至在全亞洲皆能居領先地位。方針一：廣納年輕學者。方針二：更新儀器設備。方針三：採專業經理人制，實際負責各實驗室的運轉。方針四：拓展各項新的 研究領域，使本實驗室具有世界級的競爭力。經實際執行結果敘述如下：
A.廣納年輕學者：鑑於ICP-MS在地球科學研究上的應用日趨廣泛，特於民國九十一年延攬李德春博士從瑞士返國工作，主要借重李先生在ICP-MS研 究上的長才。李先生的研究方向是以同位素為主，但興趣卻涵蓋了地球化學、海洋化學、宇宙以及行星化學等多方面的題目。現階段著重於利用數種短半衰期同位素 來探討太陽系的起源與演化的歷史。此外，李先生也對海洋中矽藻之演化與放射性同位素在河川沈積物的演化充滿興趣。本所亦於民國九十四年，延攬王國龍博士從 澳洲返國工作，王先生的研究內容主要是研究地函捕擄岩的地球化學性質，配合地震觀測資料所顯示岩石圈地函的地球物理性質，深入探討岩石圈地函的地球化學性 質演化。藉由新近所發展出高精度的雷射技術應用於錸鋨同位素系統，得以原位分析地函捕擄岩樣本以測定岩石圈地函形成或受交代變質作用的鋨同位素模式年代， 作為研究其演化在時間上重要的制約；配合其地球化學性質，得以顯示岩石圈地函地球化學性質隨時間與構造作用的變化。同年本所亦延攬柴吉歐博士（德國籍）來 台加入本研究團隊，柴先生的研究目標為結合野外與實驗室工作，來探討隱沒帶地函中岩漿的形成與遷移的速率及過程，並深入了解岩漿庫的演化。
在這段期間，我們還廣邀年輕博士後研究學者加入本實驗室的研究工作，總計有：王佩玲博士（現任台大海洋研究所助教授）、黃有成博士（越南籍）、陳俊英博士（越南籍）、楊懷仁博士（現任成大地科所助教授）、李孟陽博士（現任北師院助教授）、何東垣博士（現任海大海洋環境化學與生態研究所所助教授）、矢田達博士(日本籍）及臼杵直博士（日本籍）。至於經學術交流來本實驗室從事短期研究之國外人士則有：Dr. Sofi Alves（法國籍）、Dr. Trinh Van Long（越南籍）、Dr. Pham Van Cu（越南籍）、Dr. Tran Trong Hoa（越南籍）、許蓉淑博士（韓國籍）、及阿部理博士（日本籍）。
B. 更新儀器設備：陳中華先生於民國九十年，重建第二代岩石礦物標本前處理實驗室，於現今105及108室，以取代遭洪水淹沒之第一代岩石礦物標本前處理實驗室。李德春先生於民國九十一年主導購進液態感應偶合電漿質譜儀（Nu plasma MC-ICP-MS）一台，設立於現今218實驗室，以補固態熱游離質譜儀（TIMS）在地球科學研究上的不足。飯塚義之先生於民國九十二年，購進電子顯微鏡一台（SEM "JEOL JSM-6360LV" + EDS “Oxford INCA-300”），設立於現今217實驗室，以補強電子微探儀對微小樣品顯像功能之不足。民國九十三年再加裝Cathodoluminescence (CL “Gatan Mini-CL”)。 沈君山先生於民國九十二年在現今B10室，設置超純酸蒸餾實驗室。李太楓先生於民國九十二年至今設立飛行式質譜儀實驗室於現今B08室，分析彗星微塵之各種同位素，以深入研究星球內部核合成的過程及印證X-Wind Model對太陽系形成模式的假設。李德春先生有感於第二代無塵化學實驗室之空間及乾淨等級度不足，無法應付海水及隕石中部份微量元素之含量及其同位素組成之研究，故於民國九十三年，增建第三代海洋化學無塵實驗室一間，於現今A211實驗室。民國九十三年，本實驗室與本院生物多樣性中心合作，共同研究硫同位素在生物化學上的應用。在該中心支助下購進Thermo Finnigan MAT 253硫同位素質譜儀一台，地球所也配合籌建A212實驗室，並邀請台大海洋研究所助教授王佩玲博士主持，形成一跨所際合作研究之典範。由於新進人員日多，現有之無塵化學實驗室不敷使用，特邀王國龍先生於民國九十五年，增建第三代無塵化學實驗室一間，於現今214實驗室。沈君山先生及李德春先生鑑於本實驗室現有之質譜儀無法進行需高精確同位素比值之研究及岩石礦物中微量元素組成之快速分析，在所方、國科會及院方深耕計劃的大力支持下，於民國九十五年購進Thermo Finnigan Triton熱游離質譜儀一台，設立於現今118實驗室；及Thermo Finnigan ElementⅡ ICP-MS質譜儀一台，設立於現今218實驗室，以再增加本組高精度分析能力。
C. 採專業經理人制： 民國九十三年，聘任陳春燕博士為本所研究助技師，專責設計及製造飛行式質譜儀，以應付彗星微塵樣品之分析。同年聘任飯塚義之博士為本所研究助技師，專門負 責電子微探儀及電子顯微鏡的運作。另將許文昱先生由研究助理委任為實驗室專任經理人，總管各質譜儀及各實驗室之正常運作。
D. 拓展各項新的研究領域，使本實驗室具有世界級的競爭力：
本院於民國九十二年通過李太楓先生所提之主題計畫，建立一台飛行式質譜儀，以分析彗星微塵的標本。此計畫希望研究美國太空總署於2006年初從彗星Wild-2攜回的微塵標本，每個標本約只有10-12克，借著該飛行式質譜儀，希望能測得從元素碳到元素鐵之間的所有元素的同位素比值，用以推測形成太陽系的原始物質，與各恆星的關係。
陳中華先生於民國九十一到九十二年間受聘至日本京都大學當客座教授一年。並於民國九十年，由陸路轉戰海洋，開始從事深海岩蕊中火山灰與古環境的研究，並前往印尼蘇門答臘Toba火山區及印度半島，找尋其蛛絲馬跡。
沈君山先生目前專注於開發海水中[CO32-]的代用指標，並與台大魏國彥教授合作，期望能解出近廿百萬年來古大氣的變化歷史。
本 院贊助李德春先生於民國九十四年新興計畫及民國九十五年深耕計畫各一筆，新興計畫主要是用來添購一台高解析度電漿離子源質譜儀，此儀器主要的功能是提供岩 石、水文以及生物標本中之主要與微量元素分析之用。至於深耕計畫的研究內容是著重在利用多種穩定及放射性同位素來探討太陽系的組成及早期行星之形成與演化 的歷史。
王國龍先生在與沈君山先生的合作下，利用新進的Thermo Finnigan Triton熱游離質譜儀，未來將發展高精度的鋨同位素與釹同位素分析，精確分析古老高溫岩樣（如科瑪提岩等）中的 186Os、 187Os與142Nd比值，以探討原始地函是否在地球形成極早期即發生化學分異的現象與地核和地函的交互作用。
柴吉歐博士除了持續對年輕火山岩中結晶成長的年代學研究外，並從火山岩中液態包裹體。來定量探討古岩漿與氣體間的演化。
飯塚義之博士除了照顧EPMA及SEM，更利用空檔從事魚耳石及古玉的研究，在生物界與考古界闖出一片天。
江博明博士返台2004年就任本所所長，參與本實驗室。
李太楓
在中研院主題計劃支助下，我們正在發展一套能夠用來分析兆分之一克大小的微塵(picogram=10-12g=1m=1010atom)的極靈敏質譜儀—滅塵者(Dust Buster)。在沒有同質量干擾的情況下，我們設計的目標能量測到是每一顆微塵中所有的元素及其同位素組成，而實驗的精度將只受限於微塵中的原子個數。計劃最終的目的，是要研究美國太空總署”星塵號”(stardust)太空船所收集來自於Wild-2彗星以及星際空間的微塵。星塵號是美國太空總署於西元1999年二月發射的太空船，目前正在往Wild-2彗星的途中。圖一是該船與彗星會合的示意圖。星塵號預計在西元2004年一月飛至Wild-2彗星核約100公里以內收集星塵，並於西元2006年1月將數以百萬顆計的次微米彗星塵埃標本送回地球。除了彗星的星塵之外，它亦會在其飛行途中，順道收集來自太陽系外星際空間的微塵。在星塵號將標本送回地球之前，我們的近程目標是先研究存留在原始隕石中的老過太陽的微塵，尤其是二次離子質譜儀(SIMS)所無法分析的超小微塵。這些微塵中載有的線索，可以告訴我們太陽系中原子核是如何在星球中形成，又是如何在那些星球周圍凝固，再如何於銀河系中運行，最後又如何到達太陽系，混入隕石。此外，另一類有趣的標本是CI型碳質球粒隕石中的細粒基質。先前為了解釋球粒的形成，徐遐生院士與我們曾合作建立了一個X風模型，此模型預測在CI類隕石中應有大量老過太陽的微塵。因此，此計劃實驗的結果亦將有助於檢驗這項預測是否正確。
經過初步的設計概念評估，我們認為最佳的方向是結合雷射游離(LI)二次中性粒子(SN)，以及飛行時間式二次離子質譜儀 (TOF-SIMS)這兩種技術，組成一套LI-TOF-SIMS滅塵者。這種設計將可提供下列幾項優點： 一、飛行時間式質譜儀可收到所有離子，涵蓋整個質譜範圍；二、利用現代的真空紫外線雷射來游離 SN，可提高系統的靈敏度約一千倍以上；三、將SI以及LISN整 合在一套系統內，對具有極端不同豐度的元素們都可以一次進行分析，因此增加了系統的動態偵測範圍；四、針對不同的元素具有不同的游離能的特性，我們可以利 用現代創新的升頻技術以得出多種不同能量的光子，再選擇其中最適合所要游離的元素來用，因此增加了系統的彈性。整個實驗設計最大的挑戰，將是如何減小因為LI所產生的大量離子所衍生出來的空間電荷效應。解決的方法可為減小樣品的大小、或者延長實驗時間以減少每次所產生的離子的量、或者只用LI來 分析微量元素。另一個所要考慮的問題是同質量數離子的干擾。對球粒隕石組成來講，在鋰和鍶元素之間大約存有二十到三十個同位素是沒有同質量數粒子的干擾。 對於碳氫化合物的干擾，大部份的分子有可能在高能量、高強度的光子照射下分解成原子或離子，縱然有殘存者亦可能用具有適當質量解析度的質譜儀加以鑑別。最 後所要考慮的是偵測器的動態範圍。由於目前TOF-MS常用的偵測器的動態偵測範圍有限，因此當訊號較大時我們需要一個低倍的倍增器來偵測入射的訊號電流。
參與此計劃的研究人員計有同位素宇宙化學、核子天文物理、和雷射物理(原分所)等各方面的專才。關於國際合作方面，我們已與美國田納西大學的微量同位素量測研究所及阿崗國家實驗室的雷射共振游離研究群合作，並訪問過德國Muenster大學物理系世界頂尖的TOF-SIMS研究團隊。
此計劃的進行一方面將有助於增進我們對太陽系物質的來源恆星有關的天文物理知識，同時也可藉由滅塵者系統的設計與操作，進而培養及訓練在使用雷射探針作微量分析方面領域的研究生與博士後研究人員。此種技術對地球所需要與新增的同位素比感應耦合電漿質譜儀(MC-ICP-MS)配合使用的雷射濺射系統之改進有所幫助，並且未來也可用來改進大氣膠質、液體膠質、超微結構、MEMS (微電子機械系統) 、以及以穩定同位素為生物醫學標本示蹤劑之研究技術。
1972年曾文水庫附近發生叢集地震，地震專案小組（現地球所前身）蔡義本教授和同仁，利用Geometrics G-826質子進動磁力儀在曾文水庫附近從事觀測，開啟地磁場變化與地震活動關聯性研究之先業。
到了1979年，地球所與美國南加州大學合作「台灣地震預測研究」計劃，利用重、磁力重複觀測是這個計劃的兩種方法。在磁力觀測方面，陸續建立了22個是重複觀測站及2個連續觀測站。重複觀測站是每半年觀測一次，觀測時段為晚上8點至9點，以避免日變化的影響；連續觀測站則分別是桃園的崙坪站和台南的灣丘站。由於人力和儀器的進步，自1988年起先將原來崙坪與灣丘站內的儀器更新為G-856型磁力儀外，於原先的22個重複觀測站中，選出苗栗鯉魚潭、恆春、台東卑南、玉里、花蓮加灣及宜蘭內城等6個重複觀測站，改裝成連續觀測站。位於車籠埔斷層北端的鯉魚潭磁力站，於921集集大地震前後記錄到一些可能與該地震相關的地磁異常訊號。在重力觀測方面，於宜蘭、花蓮、玉里、台東、台南及嘉義，選擇橫跨斷層的重力重複觀測剖面，利用LaCoste Romberg (LCR) D型的微重力儀，每半年前往測量一次。在花蓮的重複觀測資料，曾觀測到與1986年花蓮地震有關的重力變化。
1980年起，利用重力資料推求地下構造研究的計劃也積極的推動，包括配合微震觀測進行活斷層的調查及全省重力普測。自1980至1987年，利用LCR重力儀從事重力測量野外工作，於1992年出版台灣地區自由空間及布蓋異常圖(1:500,000)，並進行二維地下構造模擬。
2003年7月至2004年2月間，與中央大學地球物理研究所進行全省磁力普測，已完成台灣地區磁力異常草圖，並探討異常圖所含地體構造之意義。
整體而言，台灣地區磁力連續觀測網的建置，自由空間異常圖、布蓋異常圖及磁力異常草圖的完成，這都是地球所在重磁研究上，重要且具體的貢獻。
1980年在中美地震預測合作研究計畫下，美方提供一套HP3808A中距離(10公里)紅外線電子測距儀，使本所有機會開始進行測地學研究工作。首先在花蓮縣玉里國小佈設一個小型三邊測量網，監測1951年玉里地震斷層之潛移現象。1981年起陸續在板塊縫合帶的花東縱谷北、中、南段分別設置花蓮、玉里及台東等三個三邊測量網，隨後增設宜蘭、瑞穗、池上等測網；並添購大地經緯儀與精密水準儀，每年定期實施精密三角三邊與水準測量，分別觀測地殼之水平與垂直變形。其間余水倍副研究員曾於1982年奉派至美國地質調查所(USGS) ，隨Drs. J. C. Savage及W. H. Prescott研習精密三邊測量觀測作業及嚴謹之資料修正與分析方法；並引進美、日等國之穩固測量標埋設方式，對國內基本控制及地殼變形測量有重大影響。1985年劉啟清博士從美國加州大學洛杉磯校區學成返國加入本所測地學研究行列，負責精密水準測量及驗潮資料分析研究工作。
橫跨花東縱谷的三邊與水準網定期觀測資料使我們獲知板塊縫合帶的地殼變形與縱谷斷層的快速無震滑移現象。但因地形崎嶇及儀器能力的限制，無法將此項觀測研究延伸至整個台灣造山帶。新近發展的全球衛星定位系統(GPS)可同時觀測三維變形，且較不受地形與天候影響，恰可彌補此一缺憾。
1989年本所建立一個約100測點組成，涵蓋台灣全島及附近各主要離島的「台灣GPS測網」，並於1990年3月實施首次觀測。當時由於中研院的五年發展計畫及所方全力支持，才得以進行此項大規模研究計畫，並逐年增加測點及GPS測量儀器。根據數年的多次觀測成果，獲知台灣現今地殼運動速度場及變形全貌，提供活動構造、地體動力學研究及地震危害度評估之重要基本資料。1999年集集大地震發生後，配合其他機構之觀測資料，獲得寶貴之同震與震後變形資料，對於震源與斷層力學之研究有極大貢獻。
集集地震後，在國科會推動之「地震及活斷層研究」跨部會重大計畫下，本所與中央氣象局地震測報中心合作建立一個密集的「台灣GPS連續觀測網」，新設150個測站，連同各機關原有約50個測站，自2006年起已有超過200個GPS連續站運轉中。可即時掌握台灣地區地殼應變累積的時空變化，當有大地震發生時，更可快速獲知精確的同震與震後變形，藉此一GPS連續網的完成，本所結合各大學及中央氣象局的相關研究人力，共同進行「台灣板塊邊界觀測」(PBOT)計畫，期望對台灣造山帶與板塊邊界的變形特性與機制有更多的了解。
「台灣板塊邊界觀測」(Plate Boundary Observatory in Taiwan, PBOT)計畫的主要目標為結合地殼應變率的各種量測工具，觀測板塊邊界上不同時間與空間尺度的地殼變形，以充分掌握四維(空間三維及時間)的板塊邊界變形現象與成因。這些工具包括地震學、全球衛星定位系統(GPS)、合成孔徑雷達差分干涉法(InSAR)、井下應變儀 (borehole strainmeter) 和地震地質學等方法。「台灣板塊邊界觀測」計畫主要包括下列研究項目﹕
(1) 地表地殼變形觀測及模式研究
地表變形為建立四維板塊邊界模型的最基本資料。GPS與InSAR能在數天的觀測時間內，達到應變率10-10左右之敏度，數年之觀測則可以將靈敏度提升到10-12至10-14。台灣地區先前已有約50個GPS連續觀測站；在國科會推動的「地震及活斷層研究」跨部會重大計畫下，於2001－2005的五年內，將台灣GPS連續觀測網擴充為200站。儀器設備主要由國科會及中央氣象局投資，觀測及研究由中央氣象局、中研院地球所及各大學共同參與。InSAR對地殼變形之監測靈敏度與GPS大致相同，但對地表之變化，尤其是地震前後之地形、地貌的改變，能提供大尺度的全景。GPS與InSAR所觀測的地表變形全貌，可成為地震後應力重分配及餘震發生之模式分析的重要邊界條件。
(2) 井下應變觀測與地震物理
地殼內數百公尺深的應變，記錄著地殼受力的歷史。井下應變儀直接量取地殼內的應變而具備探測10-12至10-14應變率的靈敏度，故不需要靠長時間的觀測來累積足以分辨的應變量。因此，應變儀對各種時間尺度的變化具備相似的解析能力。PBOT使用井下應變儀來監測數十秒至半年尺度地殼內的些微應變。應變儀能精確地掌握地震前後之地殼內應力變化，有能力偵測出緩慢釋放應變能量的所謂”慢震”，為地震物理的研究提供新的觀測資料。過去對慢震釋放變形能量的監測不夠，許多期待發生而未發生的地震，有可能是因為累積能量以此種方式釋放，今後有希望解決這些「失蹤」地震的謎團。
(3) 地殼構造、地震活動與斷層分佈
PBOT需 要用地震學的方法透視地殼，描繪主要斷層在地殼深處的位置和研判盲斷層存在的可能性，以探討板塊邊界區域由板塊相對運動而造成的總擠壓，如何分佈各斷層上 的問題。地震學的運用可倚賴天然地震和人工震源兩種。前者，地球所及各大學最近購置的攜帶式地震儀與陣列，配合氣象局遍佈全國的短週期地震網，在研究上尚 可勝任；而在能涵蓋較長週期之寬頻地震網(BATS)方面，目前只具基本規模，仍需逐年穩定增加，以求達到研究所需的空間解析度。在人工震源方面，利用海洋研究船之高壓空氣槍，產生震波來掃瞄台灣地殼之深處，將有助於下地殼構造之建立。此項工作主要將由另一研究群－「台灣孕震帶構造」執行。
(4) 長時間尺度觀測與地震地質學
在PBOT的第四維－時間上的觀察方面，地震儀對應的是「秒」，應變儀是「天」，GPS和InSAR則是「年」，「百年」之上則由地震地質學提供更長時間尺度的觀測能力。藉著槽溝開挖、地質學觀察以及定年方法，我們希望了解同一斷層系統中地震重複發生的週期及錯動量在時間上的分布。對斷層如此”長期”的監測有助重建板塊邊界變形－地震的交互發展歷史，是PBOT不可或缺的一環。在更長的時間尺度上，地質學提供了整個板塊邊界演化的歷史，「地震地質」研究群將致力於此項研究工作。
GPS連續觀測資料有良好的時間解析度，但無法提供極高的空間密度；反之，InSAR的時間取樣密度不足，但有連續的空間解析度，故GPS與InSAR有極佳的互補性。井下應變儀測站或附近地區亦將設置GPS連續觀測站及寬頻地震站，使三種觀測資料可互相比對分析。
自1984年以來，變質岩石學家陸續在世界各地變質礦物中發現科石英及/或鑽石包裹體，開啟了超高壓變質作用的研究。超高壓變質岩的發現，顛覆了傳統的地體構造理論。以往認為陸殼源岩石具有較小的密度，因此並無法隱沒至地涵深度。超高壓變質岩證明了事實並非如此，陸殼源岩石在大陸碰撞時可隱沒到至少120公里的地涵深度。超高壓變質岩的研究因此對地球演化與地體構造作用有著極為重大的啟示。過去二十年中，本所同仁對超高壓變質作用的研究有著相當重大的貢獻。在1990年代，本所同仁陸續報導了中國蘇魯超高壓岩帶中之榴輝岩具有非常異常的氧同位組成（d18O = ~-8‰）以及Nd同位素值（eNd = +270）； 暗示了地塊碰撞時，陸殼源岩石隱沒至地涵深度與其後的抬升至地殼深度，其發生的速度是非常快的，且在超高壓變質作用的過程中幾乎沒有水的存在。此外，本所 同仁亦陸續發表了完整的地化資料，證明中國大別山與蘇魯地塊中所有的超高壓榴輝岩均屬大陸來源，與海洋地殼及蛇綠岩系無關。於2000年代，本所同仁與電子顯微鏡專家合作，在超高壓變質岩中發現了ㄧ些奈米級的新礦物，如德國Erzgebirge超高壓變質岩區中具a-PbO2結構之TiO2相、哈薩克Kokchetav超高壓變質岩區中之科長石（kokchetavite）與akdalaite；這些結果，充份突顯了自然界中尚待開發研究且充滿未知的奈米世界。研究團隊在超高壓變質岩之微鑽石包裹體中也觀察到奈米級的液包體與玻璃質包體，不但證實了變質微鑽石可經由溶液，亦可經由熔液形成；且因介質的不同，微鑽石的外形亦有所不同。後者，對地涵鑽石成因研究亦有相當的助益。
由於我們不能到達深於12公里的地球內部直接採樣，有關地球內部的知識，主要都來自地震學的觀察。然而，對於這些觀察的解釋卻有賴於對礦物和岩石在地球內部的溫度、壓力環境中的性質的瞭解。換言之，礦物和岩石物理學的重要性在於以下的事實： 地球內部的所有過程都由礦物和岩石的物理和化學性質所決定。
礦物和岩石物理的主要內容是研究不同礦物和岩石在高溫高壓下的性質； 從而對地球內部的組成和結構得到進一步的了解。在這方面，我們已經取得 了許多進展，比如說，地球內部的主要礦物應該是高密度的Perovskite結構的鎂－鐵矽酸鹽；又如說，地球的外核是由熔融的鐵和一些輕元素的合金所構成。 這些都是礦物和岩石學近年來取得的重要成果。此外，礦物和岩石物理的研究還在工業應用和技術發展方面起重要的作用。
主要高壓器件是用於不同種類測量的各種鑽石砧。為了要將高壓下的樣品加熱，本實驗室備有 幾個電阻加熱爐(至700℃)和雷射加熱裝置(至高於3000℃)，而溫度測量方面，採用通用的熱電偶法。
本實驗室友一台顯微Raman光譜儀，用來研究在高壓下， 或經過高溫高壓處理後之樣品的性質。此外，還有幾台立體和偏光顯微鏡用於樣品檢驗或高壓實驗準備。
也裝置了一台布里安散射儀，量測phase D、霰石（aragonite）、白雲石（dolomite）和菱鎂礦（magnesite）的彈性係數。Phase D是唯一可能存在地球下地幔的含水物質，故其彈性係數的數據對觀測到之下地幔地震波速度異常的解釋有很大的幫助。霰石的壓縮係數大於其同質異形物方解石（calcite），這是極奇異的現象，因為霰石密度比方解石大8%。為了解其間的反異現象，我們於數年前量測了方解石的彈性係數（見Chen et al., 2000），現在又量測了霰石的彈性係數。由此兩礦物的彈性係數，可以換算成此二物質的壓縮係數，進而了解彼此間的關係。
由布里安散射儀量測到的縱波和橫波速度，必須經由一複雜的換算程式，方可得到彈性係數。此換算程式和方法早已存在文獻中。我們利用基因演算法發展出一套新的換算程式和方法 (Chen et al., 2006)。利用自己量測到的白雲石和菱鎂礦資料經由新的方法得到此兩種礦物的彈性係數，其結果與已發表過的數據十分相近，證實我們發展出的新演算方法是可行的。
這一年中，設計和製造了一種新的加溫器，將利用此加溫器量測溫度對彈性係數的改變，這也是今後兩、三年的研究重點。
地 球是宇宙間唯一已知存有海洋的星球。而我們在太陽系中前後兩個鄰居（金星和火星）的大氣幾乎全是二氧化碳的事實，不得不讓我們懷疑地球當初的大氣是否也全 是二氧化碳？那當初的二氧化碳又是如何消失？對於這一連串的問題，於今年裡提出了解說：地球當初的二氧化碳大氣是隨著海洋形成的過程而與地球表面最多的礦 物（鈉、鈣長石）結合形成碳酸鈣（即方解石類）和其他黏土礦物，而鈉則留在海水中 (Liu, 2004)。