地球科學園地

一九九七◆十二月冬季

《第四期》

 　

　

　　　　　[回精選專文首頁]

冰期台灣速寫

魏國彥／台灣大學地質科學系

 

　　上次冰期鼎盛期距今不過18,000年前，台灣及其週遭的海域環境卻是大不相同。那時候，台灣的北面與西面與大陸連成一片，成為東亞大陸的最東緣，被寒冷驅趕、以乾旱為苦的生物大舉東來。台灣中部的山區溫度可能較今下降5度，東部外海地帶在冬天較冷，冷了約攝氏4度，但夏天的溫度只比現在低1至2度，整體來說，台灣陸上呈現乾涼的暖溫帶氣候特徵。黑潮暖流在較遠的東方海面向北流去，另方面，南海變成一個半封閉的內海，巴士海峽成為南海與太平洋之間的唯一海流通路。冬天的時候，東北季風強勁，寒冷的中國沿岸流順著台灣東岸南下，湧入南海，海表溫度下降，強風與低溫使冬天的海面波濤洶湧，與下方較深的海水交換混合，海表水的養分因而得到補充，生物生產力大增，孕育了一個比現今「肥沃」的南海。以下以八個面向描述冰期台灣的面貌──

 

 面貌一、
 海水面下降120公尺，
 台灣成為東亞大陸東緣

　　約18,000年前的「上次冰期鼎盛期」時，南北極的冰原擴張，使得全球海水面下降約120公尺，台灣海峽出水成陸，台灣與中國大陸連結成一片相通的廣闊大地。東海、黃海、渤海也因海水面下降，而露出大片的大陸棚。

　　最直接的效應之一就是，海上供應的潮溼的水氣無法到達大陸中心的乾旱地區。目前大陸乾旱地區的東緣距離海岸約1,100公里，而在冰期鼎盛時，距離變為2,200公里，使得這一片面積擴增的東亞大陸的氣候更具「大陸性」，因為海洋性的調節機能減弱了。

 

 面貌二、
 動植物大舉「唐山過台灣」

　　冰期期間台灣海峽出露，成為連通大陸與台灣的生物走廊。台灣島上高山聳立，形成兼具熱暖溫寒垂直分布的多樣生物居棲帶，大陸南下避寒的、東移覓水的生物可能大舉遷徙來台，台灣便如同聚寶盆般聚集了大陸性及島嶼特有種的各類生物，有些地區甚至成為氣候變遷中的避難所。

　　台灣台南左鎮菜寮溪、鹽水溪的更新統沈積層中發現犀牛、劍齒象、梅花鹿、四不像（鹿的一種）、台灣虎、彌猴、水鹿、山羌、野豬等所謂「左鎮動物群」的動物化石就是極佳的佐證。

　　另方面，澎湖水道也撈起數量龐大的諾曼象、為、夷鹿、古鹿、水牛、山羊、長江鱷等「澎湖動物群」化石。想像中，在冰河期海水面下降的時候，台灣與福建間的低窪地帶變成河川、草原、溼地，動物麇集，自由移棲於台灣與大陸之間，少數寒帶生物甚而身陷於台灣高山之中，成為冰期的孑遺生物，大甲溪上游櫻花鉤吻鮭魚就是一例。

 

 

 面貌三、
 南海只剩呂宋海峽和
 太平洋相通，變成袋狀內海

　　南海與外洋的通路，如南海南部的巽它海及東部的民答諾海峽皆因海水面下降而封閉，只剩下台灣南部的呂宋海峽（水深2,500公尺）保持與太平洋相通，南海成為一個袋狀的內海，其表面積也縮減為現今的80％。

 台灣猛瑪象（台灣古象）臼齒化石（左鎮）
 （賴景陽提供）

 老虎骨頭化石（左鎮）（賴景陽提供）

 鬣狗頭骨化石（澎湖）（賴景陽提供）

 梅氏四不像鹿鹿角化石（澎湖）
（賴景陽提供）

 

 面貌四、黑潮流徑東移、南退

　　由赤道地區攜來溫暖海水的黑潮暖流的流徑也有所改變。

　　首先，它無法如現今一般侵入台灣南端的台灣海峽，或台灣北端的東海陸棚了，因為這些地方均已被由北而下的寒冷「大陸沿岸流」所佔據，黑潮的流徑只好往東移。另一方面，北太平洋的極鋒（Polar front）也向南挺進，黑潮北流後向東轉彎的轉折點也因之往南方移動。黑潮的東移及向南退卻，使得影響東亞大陸氣候甚巨的夏季季風也大為減弱。

 

 面貌五、海域冬夏溫差達攝氏9度

　　台灣週遭海域也變得較為寒涼，尤以冬季為最。當時台灣東部外海冬季海表溫度約為攝氏22度，比現在低約4度，夏季溫度的變化較小，只降低了1至2度。

　　另一方面，在南海北部一帶，冬季海表溫下降到18度左右，比現今冬季海溫24度冷了約6度，而夏溫變化較小。

　　總的來說，冰期鼎盛期時，海面冬夏兩季的溫差高達9度，因此，季節性的溫度反差遠勝於今日的5度。


目前南中國海的海水表面溫度分布圖

 

 面貌六、東北季風強勁

　　海面的溫度與黑潮的位置大大影響了對大陸水汽的供應量。在上次冰期時，因溫度下降、黑潮流徑東栘，及夏季季風轉弱等因素，中國大陸普遍較為乾冷，台灣的湖泊孢粉記錄也顯示了較為乾涼的情況。大陸上黃土高原目前僅在黃河一帶，然而，在冰河期，甚而在長江以南也有黃土發育，這也暗示了冬季的東北季風十分強勁。

 

 面貌七、
 台灣中部林相分布下移至少800公尺

　　台灣中部的雨量與溫度受到季風的控制，目前70％的年雨量集中在6至8月，也就是夏季西南季風盛行的時候。台灣中部的高山坡度甚陡，在不同海拔高度的山被上，由下而上生長了熱帶到亞極帶的植物群落，它們隨著溫度與雨量的變化，在冰期時代也展現了與現今迥異的分佈──林帶分布往下位移至少800公尺。換句話說，無需爬上很高的山峰，在低海拔的位置就可以看到溫帶的林相了。根據林相垂直位移的程度，學者估計，冰期台灣中部溫度平均下降約5度。

 

 面貌八、海洋生物生產力提高

　　強勁的東北季風除了使冬季海表溫度降低外，也削弱海面水體分層結構的穩定性。冬季時風速大，攪動海水，海表溫度降到16至18度，與下層的海水溫度相近，使得上下層的海水容易混合。因為下層海水含有較豐富的養料，當被混合到上層海水後，供應了行光合作用的浮游藻類所需的營養，造成高量的生物生產力。從南海北部的海洋岩心的研究中，我們發現冰期的沈積物含有較高量的有機物質，此外，指示高生產力的海洋微體生物化石的百分比也大量激增。

 

 現生鈣板藻球(Algirosphaera robusta)

 現生鈣板藻球(Umbellosphaera tenuis)

 現生鈣板藻球(Florisphaera profunda)

 現生鈣板藻球(Syracosphaera molishii)
 鈣板藻球的遺體構成鈣質超微化石，
 沈積在台灣周邊海域，地質學家據之
 以重建古海洋狀態。

回頁首