2017-1 Special Topics and Research in Physical Geography: Phreatomagmatic Eruptions

Phreatomagmatic Eruptions

Simply put, explosive thermal contraction of particles under rapid cooling from contact with water. Academically, the process of mechanism is called “fuel-coolant interactions” , and abbreviated as “FCI”.

Research Record

此研習名稱為「自然地理專題與海外實習」，為自然地理領域（physical geography）的進階課程，其中與地球科學（earth science）與地質科學（geology or geoscience）領域重疊，因此此課程由本校國立台灣大學理學院地理環境資源學系與地質科學系與本校的聯盟學校國立台灣師範大學地球科學系共同前往大韓民國濟州島（Jeju island, Korea）針對「火山與沉積地形」進行實地考察。

原定計劃為2018.10.6（六）-10（三）前往濟州島，然遇到康芮颱風，導致航空公司班機取消，改變行程為2018.10.7（日）-10（三）進行實地考察。考察的分為兩大部分，第一部分為濟州島的南部-西歸浦市，第二部分為濟州島的東部與北部濟州市。 首先概略性介紹第一部分在西歸浦市地區的行程。首先前往前往鳥島海岸，再來正房瀑布，再去大浦（Daepodong）的柱狀節理，而後去山房山地區，之後再去龍頭海岸，尾聲去到水月峰，最後以金岳做為結尾。接著詳述各個實察點的特色與學習。

一開始去到的鳥島海岸，位於濟州島南方的西歸浦港，可遙望近海中名為鳥島的小島嶼，因此稱為「鳥島海岸」。第一站的海岸，是火成岩再經過沉積作用產生的裸露海岸，在岩層的剖面可以看見不少貝殼的化石，貝殼大小巨大，有如手掌大小，有如人臉大小，鑲嵌在橫條排列的岩層當中，可見當時火成岩環境承載海洋生物的古環境。根據當地的英文解說牌，在180萬年前，濟州島有密集的水性火山活動（hydrovolcanic activities），而是在淺海的環境，火山的噴發口（vent）周圍有火山碎屑沉積（pyroclastic deposits），被海浪侵蝕後，同時又有海洋沉積物沉積作用，最後形成100公尺後的「西歸浦層」（Seogwipo Stratum）地層。

接著前往正房瀑布（Jeongbang Waterfall），正房瀑布為濟州島南部三大瀑布之一，另外兩者為天地淵瀑布以及天帝淵瀑布。正房瀑布為三者瀑布當中分佈最為東邊的瀑布，其特色為全亞洲唯一直接流入海裡的瀑布，瀑布高23米，寬8米，規模中型，但分佈地區及海拔極為特殊，為於濱海的垂直立壁，因為高程落差產生的瀑布，因為水氣與陽光交互作用，在天氣好時可以看見常駐的瀑布掛在入海的角度。瀑布的水的來源為濟州島最高峰漢拿山的雪水，流向東南方的Donghong-chun stream，進而流入海中。

離開瀑布後，第三站為濟州中文大浦海岸柱狀節理帶（Columnar joints at Jungmun Daepo Coast），位於濟州島西南部的「中文地區」。這邊的柱狀節理帶是漢拏山噴出的熔岩流入淺海時冷卻而成，由四方或六角型的石柱組成。根據為於考察點的官方解說牌，此柱狀節理帶生長於西歸浦市，從中文洞到大浦洞長達2公里。柱狀節理帶約莫在25萬年前到14萬年前從「鹿下旨岳」的火山口留到淺海而形成。裂開的石柱施因為高溫熔岩，冷卻後破裂，產生三對解理，進而形成六角形的石柱。

山房山（Sanbangsan）只有遠觀而已。根據大韓民國觀光官方網站，山房山位於濟州島西南部聳立在平野地上的山房山，是個視野良好的鐘狀型火山。 根據在台大所學的知識，鐘型火山為黏滯性較高，不易流動的岩漿類型所噴發的火山型態。山房山熔岩圓頂丘南側峭壁高150~300公尺，有風化穴、崖椎。

下午時，考察團對前往龍頭海岸（Yongmeori Coas）。龍頭海岸位於濟州島西南部，是濟州島最古老的火山地形。根據當地的官方解說牌，龍頭海岸約莫在120萬年前由3座火山的噴發口附近的火山碎屑沉積所形成。龍頭海岸是延綿的岩岸，其組成為三個不同的火山，火山為蒸氣岩漿噴發（phreatonmagmati eruption），是利用地表水（groundwater）產生的噴發，產生的凝灰岩錐（tuff cone），再經過海浪外營力的侵蝕（wave-cut）做用，產生剖面凹凸，積厚岩層的火山地形。

倒數第二站到了水月峰（Suwolbong），水月峰是濟州島上寄生火山（parasitic volcano）中位於最西邊的一座山峰，根據解說牌，海拔77公尺，瀕臨海邊，海岸上有許多的貝類與藤壺。所謂的寄生火山，是指在火山噴發口附近，若火山持續從側翼噴發，也許會產生小型的寄生火山錐，稱之，像台灣地區台北市的大屯火山群也有寄生火山。水月峰靠近山峰為地表水作用之蒸氣岩漿噴發產生的凝灰岩錐（tuff cone），靠近海邊的部分為地下水（Undergoundwater）產生的凝灰岩環（tuff ring）。其中在水月峰，，特別觀察到除了火山堆積岩層（bedding）的厚實堆積剖面，還有顯著的海浪、海風的外營力侵蝕，使得地貌側剖面輪廓格外凹凸不連續。

最後一站，是要順著森林的小徑登上一個高丘，去觀看火山口，稱為金岳（也有稱「琴岳」）。金岳位於濟州島西部中山間，山頂有大型圓形山頂火口湖，南北2個山峰由東西向的低矮鞍部相連，圓形火山口深52公尺。根據資料，山頂火口湖一名金岳潭，以前水量豐富，但現在已乾涸見底。但因為地質考察前幾日，康芮颱風為濟州島帶來豐沛的降雨，因此在火山口凹處有積水，形成短時間的臨時性火口湖。

第二部分，是隔天的行程。考察團對離開濟州島南部的西歸浦地區，前往東部地區與北部地區。第二天的行程概要如下：首先前往萬丈窟（Manjanggul）考察石灰岩洞穴、接著前往成山日出峰，前往觀看低平火山口（Marr），第三站則是搭乘渡輪前往濟州島近海的小島嶼，牛島（Udo）觀看特殊沉積岩層，回到濟州島本島後，以山君不離（Sangumburi）火山口做為此次海外課程實地考察的最後一站。

萬丈窟（The Bottomless Cave）根據入口解說牌，洞窟的形成約在250萬年前濟州島火山爆發時，從漢拏山火山口流出的熔岩往海邊方向流動，因而形成今日這樣的大型空洞。我們一行人步入至入口，入口型態是由窟頂塌陷所形成，周圍有垮下的岩塊。在萬丈窟裡面，有地下水流經，因此產生了濕潤的熔岩地形。其中舉一兩個洞窟裡的地形。第一個為溶岩流線（lava flowlines）溶岩流線是指在洞窟流動的熔岩，隨著流量遞減而在窟必上所留下的線痕。在萬丈窟的內壁上，可發現許多高度不同的溶岩流線，其意味著該洞窟內的溶岩水位有持續地下降。第二個為硅岩片（Quartzite fragment）。萬丈窟李大部分落磐是由玄武岩質的岩石所構成。但其中有部分有白色或灰色的片岩，推測在玄武岩當中含有硅岩。

離開萬丈窟之後，我們前往成山日出峰（Seongsan ilchulbong），觀看高山處的火山口。成山日出峰唯一做火山錐，位於濟州島東邊。山頂海拔高度182公尺，是由5,000年前海底火山爆發而形成的高聳巨岩，其頂部有巨大的火山噴口。從岩層判斷原先雖為火山岩，而後有沙子和碎石堆積。 登上山口，根據解說牌，城山日出峰頂端火山噴口直徑600公尺、深90公尺，面積高達8萬多，是一個鬱鬱蔥蔥，植生茂密的火山口。

接著我們搭乘渡輪前往牛島（Udo）。牛島位於濟州島本島的東部近海，因為正射影的角度如仰臥的牛而得名。我們在島上最主要是要看紅藻球（rhodoliths）海灘，在牛島的西北部有一處海灘是由白化的紅藻球礁石所組成。其球礁大小各有，有大如拳頭，也有小如細沙。大片紅藻球的礁石可以證明此海岸的古生態環境為陽光可到達的淺海環境。

本次實察的最後一站，為山君不離火山口。山君不離火山口在火山爆發時沒有噴出熔岩或火山灰，只留下窟窿，行程低平火山口。這樣的型態不僅在韓國，而在世界上都是少見的。山君不離位於濟州市，標高438公尺，山頂為一凹陷的火山口，種植滿了白蘆葦，隨風搖曳行程花浪，使得地質意義深厚的考察以大自然的醇美作為結束。

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2017-1 Special Topics and Research in Physical Geography: Phreatomagmatic Eruptions

co-author: 游昱霖