核心觀念

本題考查臺灣周邊的板塊構造、海底地形與大陸邊緣類型。判讀重點是：

• 深海海溝通常代表隱沒型聚合板塊邊界。
• 島弧、海脊與海盆的排列，可用來判斷隱沒方向及地質成因。
• 臺灣位於歐亞板塊與菲律賓海板塊的聚合、碰撞地帶。

解題方法

先依海底地形辨認深海海溝、島弧、海脊與海盆，再配合臺灣周邊板塊運動方向，判斷各地形是由隱沒、碰撞、增積作用或火山活動形成。

（一）板塊邊緣的數量、位置與成因

圖中可辨識三處主要板塊邊界：

1. 臺灣東北方的琉球海溝—琉球島弧系統

位置在臺灣東北方，沿琉球群島向東北延伸。

菲律賓海板塊向西北隱沒於歐亞板塊之下，形成琉球海溝；隱沒板塊脫水及地函部分熔融，造成琉球島弧火山活動。島弧後方因張裂作用形成沖繩海槽。

2. 臺灣西南方的馬尼拉海溝

位置在臺灣西南方，沿南海北緣及呂宋島西側分布。

南海海盆的洋殼屬歐亞板塊，向東隱沒於菲律賓海板塊之下，形成馬尼拉海溝及呂宋火山島弧。此一隱沒系統向北延伸至臺灣南部，逐漸轉變為板塊碰撞。

3. 臺灣本島的碰撞型板塊邊界

位置在臺灣及其東側、南側附近，為歐亞大陸邊緣與呂宋火山島弧碰撞的區域。

菲律賓海板塊向西北運動，帶動呂宋火山島弧與歐亞大陸邊緣碰撞，使沉積物受擠壓、褶皺及逆衝斷層作用，形成臺灣中央山脈及周邊褶皺逆衝帶。此處屬碰撞型聚合板塊邊界，並非單純的海溝—島弧隱沒系統。

（二）三條海脊的異同

共同點

耶雅瑪海脊、加瓜海脊與恆春海脊均為海底隆起地形，皆與菲律賓海板塊和歐亞板塊之間的聚合構造環境有關。三者都不是洋中脊，不是由現今海底擴張形成的典型新生洋殼帶，也不等同於主要板塊邊界。

1. 耶雅瑪海脊

耶雅瑪海脊位於臺灣東北方、琉球海溝與沖繩海槽之間，屬琉球島弧系統的一部分。

其主要成因是菲律賓海板塊向西北隱沒於歐亞板塊之下，伴隨火山島弧活動及構造隆升所形成。因此具有島弧性質，與琉球海溝、沖繩海槽在構造上相互配合。

2. 加瓜海脊

加瓜海脊位於臺灣東南方的菲律賓海中，呈大致南北走向，為顯著的非震性海脊。

它主要是由海底火山岩或古老火山構造所形成的海底隆起，現今火山活動及地震活動不如板塊邊界活躍，故稱非震性海脊。其性質偏向古老、已停止活動的火山性海脊，並非現今的隱沒海溝或洋中脊。

3. 恆春海脊

恆春海脊位於臺灣南方及東南方，為恆春半島向海底延伸的構造地形。

核心觀念

本題考查由頻散關係推導波的相速度與群速度，並比較兩者判斷波動是否具有頻散。

• 相速度表示固定相位（如波峰）傳播的速度：$c_p=\dfrac{\omega}{k}$。
• 群速度表示波群包絡或能量傳播的速度：$c_g=\dfrac{d\omega}{dk}$。
• 若相速度與群速度相同，且不隨波數或頻率改變，波形各成分以相同速度前進，屬於非頻散波。

解題方法與推導

題目給定淺水波的頻散關係：

$\omega^2=gHk^2$

取正向傳播的波（$\omega>0,\ k>0$），開平方得：

$\omega=\sqrt{gH}\,k$

一、相速度

依相速度定義：

$c_p=\frac{\omega}{k}=\frac{\sqrt{gH}\,k}{k}=\sqrt{gH}$

因此海嘯波的相速度為：

$\boxed{c_p=\sqrt{gH}}$

二、群速度

對頻散關係取正根後，對波數 $k$ 微分：

因此群速度為：

核心觀念

本題考查海洋吸收人為二氧化碳後，海水碳酸鹽系統如何變化，以及不同海盆的碳化學差異。答題時須分清二氧化碳分壓、溶解無機碳、總鹼度與 pH：它們彼此關聯，但不是同一個量。

海水中的溶解無機碳（DIC）主要由三種形態構成：

其中 $CO_2^*$ 包含溶解的 $CO_2$ 與少量 $H_2CO_3$。海水的主要碳酸平衡為：

亨利定律描述溶解二氧化碳與其分壓的關係：

$K_0$ 為二氧化碳在海水中的溶解度常數。海水與大氣交換 $CO_2$，當大氣 $pCO_2$ 上升，表層海水的 $pCO_2$ 通常也隨之上升，促使更多 $CO_2$ 進入海洋。

過去約 20 年的定量變化

全球表層海洋的 $pCO_2$ 大致隨大氣 $CO_2$ 上升，近數十年的典型增幅約為每十年 15–20 μatm。以此作為近似，過去 20 年表層海水 $pCO_2$ 約增加 30–40 μatm。實際增幅因海區、季節、溫度、洋流與上升流而異，不能視為每個海域都相同。

全球開放海洋表層 pH 的長期下降率約為每十年 0.016–0.025 個 pH 單位。據此估算，20 年約下降 0.03–0.05 個 pH 單位。若以中間值每十年下降 0.02 計，20 年約下降 0.04。這是全球或長期平均尺度的估算；個別測站的實測趨勢會受季節與年代際變化影響。

pH 是氫離子活度的負對數：

因此 pH 下降 0.04 並非只代表「酸度增加 0.04」：氫離子活度的相對增幅約為

亦即約增加 10%。海水的平均 pH 仍高於 7，所謂「海洋酸化」指 pH 持續下降、海水酸度增加，並不表示海水已變成酸性溶液。

解題方法：由氣海交換推導碳酸系統變化

大氣二氧化碳增加，使海氣間的 $pCO_2$ 梯度改變，海洋吸收部分人為排放的 $CO_2$。進入海水後，$CO_2$ 溶解並參與碳酸平衡，形成碳酸氫根與氫離子：

這會造成以下連鎖變化：

1. DIC 增加：海水吸收額外的二氧化碳，溶解無機碳總量上升。
2. $pCO_2$ 上升：海水中溶解 $CO_2^*$ 增加，因而表層海水 $pCO_2$ 呈上升趨勢。
3. 氫離子增加、pH 下降：碳酸平衡向右移動，增加 $H^+$。
4. 碳酸根減少：增加的 $H^+$ 與 $CO_3^{2-}$ 結合形成 $HCO_3^-$，使碳酸根濃度下降。
5. 碳酸鈣飽和度降低：碳酸根減少，使霰石與方解石的飽和度下降，影響珊瑚、翼足類及其他鈣化生物形成碳酸鈣殼體或骨骼。

常用的飽和度表示式為：

其中 $K_{sp}$ 為相應碳酸鈣礦物的溶度積。當 $\Omega$ 降低，生物鈣化較不利；當 $\Omega<1$，碳酸鈣在熱力學上較易溶解。

大西洋與太平洋的差異

核心觀念

本題考查海洋生物的分類辨識、外部形態與棲地適應。作答時須區分「科」與「類群」：鯨魚、鯊魚、蝴蝶魚、海苔等名稱涵蓋多個科或物種，無法一概指定單一科別；宜指出其所屬的大類，並以常見代表說明。江豚、棘冠海星及硫磺性方蟹則可辨認至較明確的科。

題目未提供各生物的學名或代表種，以下以臺灣常見名稱及常見代表類群作答；俗名所指物種可能因地區或使用情境而異。

解題方法

依題目列出的順序，逐項寫出三個面向：分類（科別或類群）→辨識外型→棲息環境。外型優先挑選容易辨認的特徵；棲地則說明水深、底質、海域位置或生活方式，呈現生物與環境的關係。

各生物說明