做研究的快樂 精選

2022.02.14   邱斯嘉|中央研究院歷史語言研究所研究員
刊載於專欄 特寫
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(圖:在新喀里多尼亞考古中心的辦公室測量紀錄陶器特徵。)

在進行研究的時候,最好玩的事情就是會在不經意間觸碰到你過去從未接觸過的領域、學得新知識、有了全新的體驗與領悟,而且還可以一路追尋著線索,開心地大笑著做完手上的研究。

我父母親都是化學博士,但是我自國中開始就對化學沒有甚麼興趣,覺得記誦化學式比背英文單字還要痛苦。因為父親在大學任教的關係,被老師指派去參加科學比賽,只記得跟夥伴們挖了一大堆的廢電池。之後考試成績越來越糟,父親指教說,國中課本裡的原子模型和好幾個實驗都是錯誤的,以後到了高中會有另一番說法,上了大學之後將會再告訴我其實真相別有一番天地云云。我完全無法理解為何要在每天已經要應付12科小考的當下,還要浪費時間去背誦明明是錯誤的資訊!上了高中在父母的期望下還是勉強地選了理組,到了高二下連著幾次模擬考試成績不理想,加上期末考不及格的事實讓我瞬間覺悟,與其在沒興趣的理組勉強自己,還不如立馬轉到文組備戰,也許還能為自己拚出個不錯的國立大學。選系的時候聽了歷史老師的話,填了既有人文科目又有生物科目的台大人類學系,也幸運地考上了。

 

台大人類學系有心理學、地質學、體質人類學比較偏向理組的課,有野外田野和室內分析整理的實際動手操作課,也有歷史、社會學、考古學理論和文化人類學這些傳統文組課程,讓我眼花撩亂。後來誤打誤撞地去加州柏克萊大學唸了碩士及博士班,又在連考古田野地在太平洋的什麼地方都不知道的狀況下,糊裡糊塗地上了飛機到法屬新喀里多尼亞進行了一個月的發掘,順利取得博士論文田野材料。等到要著手進行陶器研究分析的時候才發現,班上同學都已經對某一些分析技術有了底子,而自己等於是大學生一樣,得用英文從頭學起。幸好老師們對我很有耐心,教我許多查找資料的方式,幫我牽線找合適的分析實驗室,而我忙得天天在研究室待到半夜。還記得有位學姊有天特地來研究室鼓勵我,「我想都不敢想自己要怎麼在法國用法文寫論文拿博士學位,妳有勇氣來這裡唸書,能夠撐下去,寫完畢業就已經是人生贏家了。別太擔心自己現在的表現,我們不都是來學著怎麼一直學習下去的嗎?」

 

所以到了我以為自己再也不用受化學荼毒的十年之後,因為研究的關係,我又進了地質系的實驗室,邊上課邊用不同儀器測量陶器樣本中的化學成份,然後跟老師討論如何去解讀化學成份資訊與地質之間的關聯性。博士論文口試的時候老師還考了我化學式,靠著國高中殘留的記憶順利寫出答案,又矇對了老師問的化學元素表,就順利過關了。

在新喀里多尼亞野外朔溪而上調查可能的陶土產地

 

做研究非常辛苦,從問對研究問題,設計合適方法到解決問題的過程中,不但需要細心耐心和一點運氣,也常常會發生讓人抓狂的意外。然而在進行研究的時候,最好玩的事情就是,在不經意間觸碰到過去從未接觸過的領域、學得新知識、有了全新的體驗與領悟,而且還可以一路追尋著線索,開心地大笑著做完手上的研究。

 

有一次我和助理正在尋索陶器原料來源地,我們透過地質學的岩象分析去觀察樣本中所含有的礦物與岩石種類,然後比對地質背景,找到可以匹配的可能地點。有時候也需要用到化學成份分析,幫助我們觀察陶器中肉眼或是顯微鏡都無法觀察到的化學元素,透過不同元素的多寡及利用統計分析,推測陶土與摻和料來源地的主要岩石組成、風化程度與地質年齡。

新喀里多尼亞位置圖與地質示意圖,馬瑞島位於右側忠誠群島的最下方(紅圈)

 

當我們正在比對陶器樣本中化學元素含量的時候,我們發現從新喀里多尼亞忠誠群島的馬瑞島遺址中出土的樣本,裡面所含有的稀土元素平均值都比新喀里多尼亞其他地區所製作的陶器要高上五十到一百倍。因此即使在當地樣本的岩象切片分析中,我們只能觀察到大量的鈣質沙和極少量的玄武岩和石英碎屑,缺少其他指標性礦物;但我們發現只要利用稀土元素平均值的高低,就可以將它們與新喀里多尼亞其他同樣位於玄武岩和珊瑚礁並存的地點區分開來。 

馬瑞島當地陶器樣本的岩相切片,灰白色都是貝殼或珊瑚礁形成的鈣質沙,橘紅色大多為玄武岩質的玻璃,深紅背景為陶土。

馬瑞島陶器樣本中所含的稀土化學元素含量(粉紅色),經校正後,比其他地區的要高出許多。

 

於是我們又回過頭去查看當地的地質生成狀況,理解到馬瑞島是從海底抬升起來的一個火山島,所以島中間的高地上有幾個小小的玄武岩露頭,島的其餘部分則是古代珊瑚礁岩。在抬升過程中,這像個大碗狀的珊瑚礁碗也順便帶上了許多富含稀土元素的深海泥,從而形成了當地獨有的化學成份組成。

 

後來我和助理一邊整理資料一邊繼續觀察還有哪些化學元素可以幫助我們辨識馬瑞島的樣本,發現其中一些馬瑞島本地製作的陶器樣本中含有大量的磷。於是我們繼續去查有哪些石頭裡面含有大量的磷,看看是不是當地的地質背景之下所出現的化學成份特徵,得到的答案是磷酸鹽礦物。那麼那些地質生成的狀況下會造成岩石、礦物結晶中產生這些磷酸鹽礦物呢?

 

在搜尋文獻的時候不小心看見一則新聞,描述位於吉里巴斯的巴納巴島上產豐盛的磷礦,其中還附著一張老相片,顯示當時有中國勞工被送往當地去開採這些磷礦。哇!我從來不知道中國勞工早在1800年代就已經在大洋洲裡這麼偏僻的地方工作了呢!那就順便看看巴納巴島上為什麼會有豐盛的磷礦好了,畢竟當地也是個珊瑚礁島。啊,原來是因為巴納巴島的周遭沒有什麼其他可以棲息落腳的地方,所以海鳥們經常在路過的時候停下來休息,順便上個洗手間。當大量的鳥糞長年累月的堆積起來,其中的磷被海島上的珊瑚礁岩所吸收,就形成了鳥糞磷礦了。

 

那麼忠誠群島的磷從哪一種礦物而來的呢?我手邊的地質報告裡並沒有看到關於大量鳥糞堆積的資訊啊。不過,既然當地也是位於大海中的小島,也許我該再去多問一問是不是有這種可能。所以我們就寫信問了一位當地的考古學家是否可以提供我們一些更詳細的地質資訊。果然不錯!對方回信說,在馬瑞島南邊的渦箥擂島就是一個已經經過三十年開採的磷礦產地,它旁邊的替嘎島的珊瑚礁平台也擁有大量的鳥糞堆積。所以馬瑞島的磷很可能也是來自鳥糞與珊瑚礁結合之後所形成的鳥糞磷礦。

 

那就一邊回頭去看陶器的切片樣本,看看是否可以觀察到這些含有大量磷成份的樣本中也含有鳥糞磷礦的結晶,一邊再去搜尋其他關於渦箥擂島的地質資訊吧!然而我們學到鳥糞磷礦本身並沒有成形的結晶體可供辨識,在顯微鏡底下它只會是個顏色髒髒的、由珊瑚碎屑、鈣質礦物、參雜少量石英與長石的混雜組合體,所以跟其他含有大量鈣質沙的摻和料很難區分開來。因此唯有利用化學成份分析才比較有可能抓到樣本中是否含有大量磷元素這樣的訊息。

 

不過在查找關於渦箥擂島的地質資訊時,我們又發現當地出現過一種已滅絕的特有種動物化石,是頭上長角的烏龜。而這些烏龜出土的地層,則是大約距今兩百五十八萬年到一萬兩千年前、屬於更新世時期的陸地磷礦地層當中。所以這就表示,當人類於距今約三千年前在馬瑞島製作陶器的時候,這些鳥糞磷礦應該已經在鄰近的島嶼,甚至馬瑞島本身的珊瑚礁台地上形成了很長一段時間了。

 

下班前就再去找找頭上長角的烏龜長什麼樣子吧!一看之下就讓我們一路笑著回家。因為博物館竟然把一隻長角的烏龜化石擺放在一片白色、像鳥糞一樣的背景下,讓人禁不住想像當年它被大量的鳥糞困住、抬著頭張嘴大喊救命的模樣。

 


By unnormalized - DSCF3772Uploaded by FunkMonk, CC BY-SA 2.0,照片連結

 

 

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