Tectonics, climate, and landscape evolution
1st Week,Introduction.（Sean D. Willett et al.）
這章首要提到立霧溪區域地表在全球地表過程研究中的重要性，雖然在構造活動、地表侵蝕與氣候變遷之間的回饋與進行機制尚待發掘，不過其互相之間的影響是早有被印證的。構造活動形成的地表抬升基本上是大陸均衡條件反應成地殼變厚狀態，而地表抬升、斷層或褶皺發生的地震尤其在造山帶，無論何尺度的範圍空間與時間都會增加地表水侵蝕與搬運的能力，當然也會受到地表自重應力的關係影響構造變形，這當中冰川與構造影響地表的過程有著非線性的回饋機制。同時，地表（侵蝕）作用也會在碳循環的過程中影響到氣候，鎂鈣質的矽酸鹽岩侵蝕提供了一種平衡CO2導入大氣及其被隔絕於碳酸鹽岩的絕佳緩衝作用。
另外本章也談到各篇章多半使用DEM作為地表過程分析的依據。1990年以後逐漸發現，構造活動與地表作用（尤其河流發育致生岩盤崩塌的演化）的時間空間尺度需要有所契合與相關，才能量化並參數化出地表的作用模型。不過在氣候分析模型（如降雨模型算式等）基礎上，卻尚無法建立氣候與長時間尺度的地表演化之間的明確關係（可參考Barros,Anders等人在喜馬拉雅地區的研究）。
熱定年法與同位素放射定年法可提供地表侵蝕所在時點與頻率，例如以磷灰石或鋯石所做的U-Th/He定年、核飛跡法、雲母與長石的Ar/Ar定年法皆擴大了礦物封存溫度與時間的測定範圍，例如Sjostrom et al.以落磯山脈蒙脫石黏土礦物(Smectites）測出同位素組成含量，推定該地區抬升使自至少50Ma。
9/25下午1點所內正好邀請到Dr.Fabien GRAVELEAU演講利用實驗在模擬天山地表變形機制的研究，今年年會也見聞其所屬實驗室的相關發表。大概粗淺的想法有兩個：第一、就是由於該構造活動的模擬設計為穩定擠壓的狀態，和氣候變遷影響構造活動頻率的論點似乎無法契合相關，或許如老師說的對於無法模擬的部份，就天氣狀況與氣候條件尚未完全模擬應提出說明。第二、應可使用模型產出之數值地形或由現場量測，取得構造地形上的一些指標，如坡降指數、集水區不對稱性、測高曲線等，以進一步了解構造活動對不同地質材料變形的影響。
另，8/11就Dorothy Merritts and Tim Hesterberg 於1994發表美國中部密蘇里州的新馬德里地震帶（NMSZ）－地表逕流網及長期表面抬升研究之期刊論文做研讀，NMSZ是美國，同時是全球『板塊內地震』史紀錄上相當有價值的研究區域，1811~1812年所記錄發生3次規模8.1~8.3大地震，使得該區域包括肯塔基、阿肯色及田納西州的河流產生高程變化（elevation changes）及水平錯動（offset），其剪力應變量約為聖安地列斯板塊邊界錯動量的1/3，河流曲線指標（channel sinuosity）及液化砂所形成的石筍說明該區域古地震紀錄至少可追溯7ka。
NMSZ在Lake County地圖可以發現Lake County這個後期隆起區塊（LCU），造成密西西比河的改道與分支。1970年代，USGS的Russ以數值模型及大地測量將該區塊分Sikeston Ridge、Tiptonville Dome與Ridgeley Ridge三區。為了做比較，作者則以USGS地形圖分析15條1~7級原始現生河道河流坡降指數及河段長等資料，該指數與河床材料、水體水量及沉積物流動有關，假設河床材料皆為均一之密河（Miss. R.）洪積平原的未固結沖積層或為冰期之冰磧黃土，且各河段的總長與河流負載量成函數關係，則可以各河段總長上任一點來計算其平均坡降（高程變化）。
各河段上游端與下游端的變化（drop）可以用下式計算：
在構造地形學當中學到，一河段下游端的長度等於其上各河段總長加上該河段長度，所以l2代表河段下游端長度，l1則為各河段總長l2=l1+河段長，f函數則代表河流長度的緩和變化。g函數則以河段上游端座標(x1,y1)及下游端座標(x2,y2)來計算相對抬升量，藉以上兩函數描出Drop-Length(x-y圖)的結果。
由於河流長度變化的結果呈現三次曲線（亦即為凹或凸曲線），而抬升量的變化也呈現須以張量回歸曲線（tensor regression splines）計算。在緩和與穩定函數變化的考量上必須做此修正。但這一修正亦會導致內插、回歸之類的等高線計算法產生誤差，使得修正後抬升量可能比g函數來得大，故在計量統計上使用Bootstrap重新抽樣已獲取分配趨勢，要注意的是結果不會比g函數來得大，甚可能不明顯。
我們以前述Introduction所說的氣候、構造活動與侵蝕間的關係來看NMSZ，該區域氣候屬大陸型穩定氣候降雨較少，低階河流侵蝕面與該地區不整合地層（多為50~100m冰磧黃土覆蓋上新世~更新世沖積層，該沖積層又覆蓋未固結之始新世三角洲與海洋沉積物）之地層面近似，加上地勢變化不高，使得河流僅緩和下切至地層頂部。在構造上，Russ所訂出3構造分區其實與2條東北向逆衝側移斷層與1西北逆衝左移斷層構造有關，LCU覆蓋在Ridgeley Ridge所涵蓋的斷層上磐之上，液化沙即在斷層附近的Reelfoot lake形成石筍。以過去1811年~1812的大地震造成的抬升量看，NMSZ每千年抬升15~60cm（含同震抬升與間震減壓抬升），作者研究認為該區從全新世晚期LCU區才開始抬升，如果以前述地震週期1000年且淨抬升量未達1m觀之，則在全新世期間已發生1次以上同震變形。
Reference：Stream Networks and Long-Term Surface Uplift in the New Madrid Seismic Zone（1994 by Dorothy Merritts, Tim Hesterberg, USA）
