查科峽谷（Chaco Canyon）的大廈的木材哪裡來？

波尼托村（Pueblo Bonito）。圖片來源：wiki

在位於新墨西哥州查柯峽谷的安納沙西遺址中，最著名的應該就是波尼托村（Pueblo Bonito）了（如上圖）。根據考古學家考證，波尼托村當年是一棟有五百個房間、五層樓的木造建築。

要用木頭蓋出這麼大的建築，需要很多很多樹木。根據估計，大約使用了 24萬棵樹。這麼多樹，究竟是從哪裡來的呢？

過去以鍶同位素進行辨識時認為，這些木頭應該是來自於曲司卡山（Chuska）與聖馬刁山（San Mateo）；但是最近的研究發現，其中有一部份應該是來自於南方75公里的Zuni 山。在公元1020年以後，安納沙西人不再去Zuni山伐木，改去峽谷以西75公里的曲司卡山砍樹。

為什麼最近的研究得到的結論不一樣呢？原來，過去使用鍶同位素測定，主要是基於鍶（Sr，鍶八七與鍶八六）由於化學性質相近的關係，常會與鈣一同被植物吸收。由於鍶為銣（Rb）衰變的結果，而不同地區的岩石中銣含量有不同，因此可以由鍶的含量推出木頭可能是來自哪一座山。

但最近的研究使用所謂的「樹源學」（dendroprovenance）。樹源學是什麼呢？我們都知道從樹木年輪的圈數，可以了解這棵樹活了幾年；但是從樹木的年輪的寬窄，還可以了解過去年代當地的氣候（主要是降雨情形）。從這個概念，過去已經發展出所謂的「年輪年代測定法」（dendrochronology），透過比較樹木年輪，可以拼湊出當地數百年、千年的雨量變化。如今的「樹源學」則是透過比較樹木年輪，找出樹的生長區域。

怎麼做呢？雖然整個區域的氣候大致相同，但不同的山與山之間的氣候，還是會有一些細微的不同；這些不同經過仔細比對就可以找到樹木到底是來自哪一座山。當然，這樣的工作不容易；事實上，亞利桑納大學（University of Arizona）的研究團隊，整整花了四年才比對出來。

在公元1020年後，安納沙西人不只是改由曲司卡山伐木而已；同時他們也改變了建築工法。研究團隊發現，大概從那個時間點開始，安納沙西人也開始大興土木，大約有一半的房子都是公元1020年後建造的。

雖然這個發現還是無法解答為何他們忽然消失，但我們也由此知道，當年安納沙西人真的是到處砍樹，住家附近的砍完砍南邊，南邊砍完砍西邊，等到環境被他們破壞到山窮水盡、造成嚴重糧食不足、爆發動亂以後，殘餘的安納沙西人不得不離開時，不知道可有人後悔過這樣到處砍樹？

參考文獻：

Jared Diamond. 2006. 大崩壞。p.186-7（廖月娟譯）

2015/12/7. Unexpected wood source for Chaco Canyon great houses. Science Daily.

中世紀的「大暖化」（Great Warming）時期可能只發生在歐洲

圖片來源：wiki

在Jared Diamond的「大崩壞」的第六到第八章提到的諾斯人（Norse，也就是維京人），在第十世紀末（～公元985年）由紅髮艾瑞克（Erik the Red）領軍前往格陵蘭（Greenland）殖民。他們原以為找到了另一片樂土，沒想到在格陵蘭的生活，比挪威還要辛苦。我們以為的「威風凜凜」的海盜，其實只是不小心做起打家劫舍的行業；他們搬到格陵蘭、建立農場，希望可以在當地安家落戶。但是，格陵蘭並不是北歐神話裡的天堂，胼手胝足地苦撐四百年後，終於還是無可奈何地滅亡了。

哈瓦思教堂（Hvalsey）。圖片來源：wiki

關於他們為何滅亡有許多說法。在「大崩壞」中提到的，包括了當歐洲進入小冰河期（little ice age）時，原本就寒冷的格陵蘭變得更加嚴寒，加上他們失去了宗主國（挪威因黑死病損失了一半人口，後來與丹麥、瑞典結盟，共推丹麥國王為盟主）的支持，而數百年的農牧生活對當地的環境造成破壞，使他們在小冰河期降臨時無法存活下去。

但是，來自哥倫比亞大學的研究團隊，勘查格陵蘭以及鄰近的巴芬島（Baffin）的冰磧（音器，moraines，指被冰河帶著走的石頭）後發現，在所謂的中世紀大暖化時期，格陵蘭的氣候可能沒有變暖；也就是說，或許從他們到當地、直到全部滅亡（或有一小部分遷居）為止，格陵蘭的氣候「一直都是這樣冷」。

其實，從布萊恩‧費根（Brian Fagan）的「歷史上的大暖化」一書中，也可以看到中世紀發生在歐洲的暖化期，在世界各地的狀況都有不同：如美洲與中國發生乾旱，使得馬雅與安納沙西文明滅亡等。這個研究只是進一步指出，或許連在歐洲，暖化都不是一個「放諸全歐皆準」的現象。

那麼，是否表示在格陵蘭的維京人的滅亡結論需要修正呢？筆者覺得，大方向應該還是差不多的，畢竟當地原本就是苦寒之地，而當時的人對於緯度與氣候等等並沒有概念（可以看到，直到1492年哥倫布發現美洲時，也還是沒有概念，所以會把葡萄、小麥等溫帶作物帶到巴哈馬群島去種），看到峽灣有草原就以為跟家鄉是一樣的，卻沒想到冬天更冷？但是已經搬來了，也來不及搬走；更何況「說不定只是今年特別冷」呀？而且挪威耕地不多，當時會出海的應該幾乎都是在家鄉生活有困難的人吧？就像後來福建、廣東一帶的華人坐船到臺灣以及東南亞是一樣的。

參考文獻：

2015/12/4. Study undercuts idea that 'Medieval Warm Period' was global. Science Daily.

全球暖化影響做人的興趣？

自1880年開始，全球均溫上昇的狀況。圖片來源：wiki

我們都知道經濟不景氣、取得避孕措施的容易度等，都會影響到生育率，但最近美國的一項大型研究，分析由1931到2010年的氣溫與生育率間的關係發現，每逢氣溫上昇到超過華氏80度（攝氏26.7度），生育率就會下降0.4%。

對美國來說，這意味著一天減少1,165個嬰兒。而隨著全球暖化，氣溫超過華氏80度的日子，將由一年30天增加到90天，也就是說，生育率的下降速度會快三倍。

雖然在熱浪退去後十一到十三個月，會有一波生育率的增加；但增加的幅度大約只能補上減少的量的三分之一，也就是說，只能讓減少的幅度看來不那麼明顯而已。

雖然過去有研究發現高溫會影響到生殖能力，但這次的大型研究顯示的生育率降低，並不能單純的以生殖能力降低來解釋。

參考文獻：

Carina Storrs. 2015/11/6. Climate change is killing our sex drive, bringing down U.S. birth rate, study says. CNN.

鹽巴裡的塑膠

中國海鹽與湖鹽裡的塑膠。圖片來源：C&EN

最近有中國華東師範大學（East China Normal University）的科學家調查中國市售十五種品牌的食鹽，發現裡面都有塑膠微粒（microplastic）。

什麼？鹽巴裡面有塑膠！相信許多朋友一聽都會覺得，唉呀不稀奇，反正那個國家的黑心商品已經夠多了，鹽巴裡面加塑膠有什麼好訝異的？

慢著。這裡是科普部落格，不是製造新聞的部落格。我們看的是事實，不是編故事。到底中國的鹽巴發生了什麼事呢？

研究團隊認為，由於所有的品牌都發現了塑膠微粒，而且來自海鹽的食鹽品牌裡面的塑膠微粒尤其多；因此他們認為，這些塑膠微粒是來自於海洋污染物。

為什麼這麼說呢？因為海鹽主要都是曬鹽而來，當海水已經被塑膠微粒污染，這些微小的顆粒，在海水運到鹽田曬乾以後，便很難與鹽顆粒分開來。

這些污染物包括了聚乙烯對苯二甲酸酯（polyethylene terephthalate，PET）、 聚乙烯（polyethylene，PE）， 以及賽璐玢（cellophane）等。其中一個品牌的食鹽，每磅含有多達一千兩百個塑膠微粒！如果一個人每天食用的鹽都達到世界為生組織的上限，一年下來他可以吃到大約一千個塑膠微粒喔！雖然這比去年的一篇報告裡面提到的，歐盟人民因為食用貝類，一年大約吃進一千兩百個塑膠微粒要少了兩百個，但是---貝類可以不吃，有人吃三餐不用鹽來調味嗎？

雖然許多已開發國家已經改用電解製鹽（臺灣也是），但還是有相當多地區是以日曬製鹽。過去未曾有調查研究食鹽中的塑膠微粒污染的情形，但如以目前海洋被塑膠垃圾污染的狀況來看，世界其他區域由日曬製鹽而來的食鹽，是否也逃不過塑膠微粒污染的厄運呢？

塑膠微粒可能是來自於丟棄在海洋中的塑膠垃圾，因為海浪以及太陽的輻射作用，逐漸破碎，最後成為極為細小的碎片；還有些來自於聚酯纖維等合成衣料織物。研究發現，每清洗一件合成衣料，就會釋放出多達1900條的微小纖維。第三個來源則是「柔珠」洗面乳等加了塑膠微粒的個人清潔用品。據歐洲統計，歐洲一年有4千多噸塑膠微粒排放到海洋（相當於4億個10克的塑膠袋）。這些塑膠微粒，有些是刻意加進去的（如柔珠），有些是無意的（如清洗合成衣料），而有些則是人類不負責任的行為（如海洋垃圾）。即使衣服不能不洗，但我們至少可以不使用柔珠洗面乳、不丟棄垃圾吧？而衣服也可以減少清洗的次數，不要穿一次就洗，等流汗弄髒了再洗，這樣也可以減少海洋中的塑膠微粒的出現，不是嗎？

人類應該要更注意、更小心自己對環境產生的影響。救地球也是救自己，亂丟塑膠垃圾，最後塑膠出現在魚、蝦、貝類、食鹽...還是通通都回到人的肚子裡。

參考文獻：

Dongqi Yang, Huahong Shi, Lan Li, Jiana Li, Khalida Jabeen, and Prabhu Kolandhasamy. 2015. Microplastic pollution in table salts from China.   Environ. Sci. Technol. DOI: 10.1021/acs.est.5b03163

Lisbeth Van Cauwenberghe,Colin R. Janssen. 2014. Microplastics in bivalves cultured for human consumption. Environmental Pollution. 193：65–70 doi:10.1016/j.envpol.2014.06.010

97-103年每人每日生活用水量

因為課程的需要，去水利署抓了一些資料。
抓完後做了一些圖表，先貼幾張上來，其他的等有空再製作吧。

首先是從97-103年全國每人每日生活用水量。

可以看到，從101-103用水量是直線上昇的。

看花蓮（紅色）從97-103年，用水量也是節節上昇；到103年已經跟全國平均（藍色）差不多高。雖然相比於台北（綠色）還算是節約用水的，不過花蓮人很習慣用地下水，所以個人覺得這個數值在花蓮就是參考而已。

看看103年全台各縣市的用水量，大概就了解柯市長為什麼大喊台北的水費一定要漲價了。台北市不但是用水量全台第一，跟第二名的新竹市整整差了快30公升。相對如離島（金門縣、連江縣）因為水資源不夠，用量僅有台北的一半到五分之三。

所謂的PM2.5的PM到底是什麼呢？

最近這些年大家常聽到PM10、PM2.5，到底這些是什麼呢？

簡單來說，PM是particulate matter的簡稱，後面的數字則代表它的直徑（以μm[10^-6m，十萬分之一米]為單位）。

這些被冠上PM的東西，其實是大氣的顆粒狀污染物。有時particulate matter也會簡稱為particulates。

它們不一定是固體，也會是液體；只要顆粒夠小，即使是液體也可以懸浮在大氣中。

圖片來源：wiki

上圖的這些由大到小包括花粉（pollen）、黴菌的孢子（mold spores）一直到最小的氣體污染物（gaseous contaminants），都可以懸浮在空氣中，隨著我們呼吸就被吸入。其中最小的是PM2.5，被稱為細懸浮微粒，連口罩都不大擋得住。

風險最高的都市：台北

昨天版主看到新聞提到台北被勞依茲保險（Lloyd's）評為風險最高的城市，一開始先想到是否是真的。

找了一下發現，消息果然是真的，Lloyd's將台北評為風險最高的都市。

檔案來源：Lloyd's

檔案來源：Lloyd's

台北前五名的風險因素是：

1. Wind storm颱風，估計影響44.78%的GDP（$81.14bn）
2. Earthquake地震， 估計影響16.38%的GDP（$29.69bn）
3. Market crash市場崩潰，估計影響15.77%的GDP（$28.58bn）
4. Flood洪水，估計影響5.94%的GDP（$10.75bn） 
5. Oil price shock油價，估計影響4.28%的GDP（$7.76bn）。

版主一開始看這新聞，直覺就想到，不知道會不會影響外資在台北設點的意願？畢竟這代表保險費又要上漲了。至於執政者要如何改善台北的狀況，我想以目前灑口水比什麼都快的速度，我只能說我們祈禱吧！

全世界有多少棵樹？

全世界有多少棵樹？根據耶魯大學最新的估計，全世界大約有三兆棵樹，如果分給每個人，大約是一人擁有422棵樹。

圖片來源：Sci-News

聽起來好像很多樹的感覺，但其實與人類文明尚未開始前相比，地球已經失去了百分之四十六的樹。

樹木的密度最高的地區在西伯利亞、斯堪地納維亞半島和北美的亞寒帶地區的北方針葉林；但是，最大的林區，還是在熱帶地區，那裡佔了全世界大約43％的樹。

科學家們發現，大部分的時候氣候可以幫助預測樹木密度。例如，多雨區能夠生長更多的樹木。但是，因為人類通常更喜歡潮濕的，有生產力的地區，並進行農業開發；因此，水分的積極影響在一些地區呈現反比。事實上，人類活動是造成全球樹木數量變化的最大推手。

總之，樹的密度通常隨著人口的增加而暴跌。森林砍伐、土地利用變化和森林管理，造成每年減少超過150億棵樹。

在最近這些年，氣候的變遷也在提醒大家，應該是時候來保護我們的森林了。

參考文獻：

T. W. Crowther et. al., 2015. Mapping tree density at a global scale. Nature. doi:10.1038/nature14967

2015/8/13：今年的地球超限日（Earth Overshoot Day）

圖片來源：wiki

就在這週三，2015年的8月13日，我們把今年地球的資源用光了。

有多少人知道「地球超限日」呢？

「地球超限日」（Earth Overshoot Day）的定義就是，我們每年用完這個地球一年可以產出的資源的日子。

今年的超限日是8月13日，比去年提早了六天。現在，我們每年要消耗1.6個地球的資源。多的0.6個，就是為何地球會這麼糟的原因。

地球的限度（Planetary Boundaries）面臨更嚴峻的挑戰

不知道有多少人看過2009年在「自然」雜誌上，有關地球的限度的文章呢（1）？雖然在「低碳生活部落格」上面有一系列的文章（2），但是筆者的經驗是，好像看過下面這個圖的人並不太多。

圖片來源：Nature

在當時，有30個科學家組成了一個團隊，列出九項他們共同認為對地球很重要的指標，以及這些指標的上限。

這些指標是：氣候變遷（climate change）、生物多樣性（biodiversity loss）、氮循環（nitrogen cycle）、磷循環（phosphorus cycle）、海洋酸化（ocean acidification）、懸浮微粒污染（particle pollution of the atmosphere）、化學物污染（chemical pollution）、臭氧層的消失（ozone depletion）、淡水使用（freshwater use）以及森林砍伐與土地使用變更（deforestation and other land use changes）。在當時，前三項（氣候變遷、生物多樣性、氮循環）已經嚴重超過指標上限，而第四、五項（磷循環、海洋酸化）亦已經逼近限度；至於其他項，有些因為非常早就受到注意（臭氧層的消失），所以當時已有所改善，最近也聽到持續改善的消息；而有些則因為當時沒有全球同意的指標，所以無法估計（懸浮微粒污染、化學物污染）。

最近，這個團隊重新組合之後，又在「科學」（Science）期刊上發表了論文（3）。我們從2009年到現在，這九項指標有改進嗎？不多。除了臭氧層有持續改善外，2014年大氣的二氧化碳衝破了400 ppm，我們的颱風季節從半年左右，到現在一年十二個月都有颱風，海燕風災帶給菲律賓的災害大家有目共睹，還有珊迪颶風...

其實，不需要新團隊說什麼，大家也知道狀況沒有變好。不過，這次新團隊來告訴我們，我們又衝破了一項限度：森林砍伐與土地使用變更（deforestation and other land use changes）。

圖片來源：Science

在上圖中可以看到，安全的區域（綠色）只有北美洲與南美洲；其他地區若不是有風險（黃色，加拿大、歐洲、俄國），就是高度風險（紅色，非洲、亞洲、東南亞）。森林的破壞，也會影響到生物多樣性與氣候變遷；也就是說，這項指標被衝破，代表著其他原本已經殘破不堪的指標也會變得更嚴重。

新的Planetary Boundaries. 圖片來源：Science

事實上，新團隊指出，除了氮循環與磷循環之外，未來還需要留意矽循環，以及其他可能也相關的物質；而磷循環的狀況其實也惡化了（詳見上圖之Biogeochemical flows的P）。

新研究團隊也納入了「新物質的導入」（Introduction of novel entities）這個項目。科技日新月異，人類不斷的發明地球過去不曾出現的新物質，這些新物質或多、或少會對地球產生影響。如氯氟烴（CFC，chlorofluorocarbons）造成臭氧層的消減；塑膠造成的危害更是有目共睹，雖然也給我們的生活帶來許多便利；最近的奈米物質，已經發現可以進入食物鏈，目前的影響尚難以估計。

當我們看著這些指標一再地被衝破而感到憂心時，筆者不禁想到，地球現在就彷彿一杯裝滿的水，任何一點擾動、或是誰再給她加一滴水，都會使這杯水滿溢出來。究竟世界各國是否有認真在思考地球的未來？是否有把地球看成一個整體？或者還是將自己的思考限制在自己的國內，認為「我國GDP的成長」是最要緊的，於是一方面保護自己的國家，一方面將高污染的工業移到地球上的其他區域；一面保護自己的森林，一面砍別人的森林。但是，這些成長，只要來一個超級大颱風/颶風，或是來一場超級大雨造成洪水與土石流、或是大旱災等等...就全部都白費了，不是嗎？而颱風/颶風並不只會往過去常常有颱風/颶風的方向過去（雖然菲律賓真的是深受其害），超級大雨/大旱災也不只出現在某些地方，如果大家還是只有「自掃門前雪」，大概很快就會發現，別人家的瓦上霜也會飛過來...

參考文獻：

1.Johan Rockström et. al., 2009. A safe operating space for humanity. Nature 461：472-475.

2.趙家緯。2011。地球的限度與台灣的成長極限(上)。

3.Will Steffen. 2015. Planetary boundaries: Guiding human development on a changing planet. Science DOI: 10.1126/science.1259855