大馬科廷大學地質學系主任巴拉三那教授和學生沙馬蘭奈都打從中學開始就對地質學產生興趣。一般人看不出特點的石頭,落在地質學專家手裡都可以看上半個小時,腦袋會浮現多個問題:這粒石頭是如何形成的?源頭來自哪裡?地質學家時時刻刻要有的是好奇心。
地質學是研究地球構造、物質和環境演化的科學,接觸的可能是經歷幾億萬年後形成的現象,是一個緩慢的進程,不像其他科學瞬息萬變。沉浸在地質學專業的樂趣何在? 這行業又如何與時並進?
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報道.攝影:本刊 關麗玲
大馬科廷大學(Curtin University Malaysia)1999年在砂拉越美里成立數年後,就開辦了應用地質學(Applied Geology)課程,教學和研究方面均享有相當高的排名,在2022年QS世界大學地質學科排名26。目前,該校地質學系包括學士及研究生共有34位學生。
從3年的地質學學士課程系中,學生將學到地質理論和實踐方面的紮實基礎,以及技術和商業技能。第一年學習化學、物理、數學、科學溝通和電腦技能的基本基礎,以及地質學入門知識。第二年側重於理論、實驗室和實地考察,瞭解地質演變過程。第三年將全面涵蓋地質學的所有應用領域,包括盆地分析與石油系統、地層評估、石油工程、環境可持續發展、地球構造與動態等。
巴拉三那教授(M.V. Prasanna)表示,地質學跟地球有關,就會關係到天然資源包括重礦物、石油與天然氣、地下水等等,但地質學又不僅此而已,還包括環境管理和保護,天然災害如土崩、海嘯、地震的發生,都是跟地質過程有關係,所以地質學學生是可以回答海嘯、地震如何形成。
實地考察 發現礦物的經濟利益
沙馬蘭奈都(Shyamalan Naidu)目前是應用地質學榮譽學士四年級學生(*大馬科廷大學地質學系已停辦4年制課程,改為3年制),他很享受整個學習過程。從課程中,不僅學到地質學的基礎,也做了一些實地考察。在課程的最後一年,他完成了美里海岸線的重礦物分佈和來源研究。
“實地考察面臨了一些挑戰,有的地方很偏僻,加上難以預測的天氣,需要朋友的協助。由於考察地點都在海灘,我們必須等到退潮才能去,而退潮時間都在夜晚,基本上能見度很低,有時凌晨4點就要啟程。”從美里的瓜拉巴南至實務地海岸線長達80公里的海岸,沙馬蘭每一至兩公里就要從沙灘沙子提取出現的重礦物,加上天然因素的干擾,花了很長時間研究,之後再把樣本帶回實驗室進行不同階段的分類、化學分析和物理分析,最後鑑定有關重礦物。
“從這項研究中,首先我們可以量化在美里海岸線找到的不同類型重礦物。另一方面,我們可以知道這些重礦物的經濟重要性,因為已經有其他研究發現了有價值的重礦物。如果有有價值的重礦物存在,那麼有關產業就能夠發揮其利益。例如,在硅含量高的地區,玻璃工業可以進駐;石榴石或鋯石,可能會用於建築或者需要該礦物的其他用途。”
巴拉三那教授補充,石榴石和赤鐵礦屬於非常耐磨的礦物,可以用於一些汽車或其他高耐磨的工業,取決於識別得到的重礦物,量化有關礦物是否對工業有經濟可行性,這是地質學專家所做的另一個階段。
“一旦地質學家發現這些豐富和有價值的礦物,那麼可以建議有關業界是否進行勘探。但勘探並不是地質學家的目標,而是建議表明這種礦物有潛力用於不同的工業用途。
“沙馬蘭的研究特點是聚焦在美里的海岸線,之前沒有人在這地區進行這方面的重礦物發現。美里海岸線的重礦物或許因石油的關係,跟其他海灘存有不同的礦物。我們可以解釋,對美里海岸線的沉積物深入研究,沉積物可能來自不同的地方,被河流或其他過程移動過來。我們無法回到過去,但通過分析和測試,可以鑑定這些沉積物的來源。”
地質學出路廣 不侷限油氣領域
巴拉三那常問剛入學的學生對地質學知道多少,大多數人都回答跟石頭有關。“簡單來說,地質學是一門學習過去、現在和未來的學科。若你需要預測一件事,如明天會下雨嗎?明天會土崩、地震嗎?你必須知道現在的狀況,要知道現狀,又必須回到過去。從中找出其模式和節奏。大自然是有節奏的。”
沙馬蘭計劃畢業後在油氣領域或採礦業發展。對此,巴拉三那解釋,以前大馬的錫礦業興盛,後來走向沒落。除了油氣開採,現在大馬仍有一些小型的有價礦業正運行,如煤,目前是有發展潛力。畢業生是不愁出路,業界也需要學術研究。“我常勸告學生,不要一味只想到油氣領域,近年油氣市場低迷,地質學是很多元的,課程首兩年的基礎已經很紮實,學生是可以到很多領域發展,如環境領域、採礦、科技界發展。
他舉例,地下水勘探,是目前蓬勃發展的領域之一。地質工程涉及不只是土木工程師。進行地質工程調查,首先要了解地下情況,包括土壤、岩石的強度,地質學家可以做到這一點。因此,如果學生思考得非常深入,他們將有很多不同的機會。
地質學也已經跟科技接軌。以前地質學數據分析是紙張作業,用最多的是研究石油與天然氣的測井紀錄,現在已有軟件替代,還有遙測技術(remote sensing)和現在熱門的地理資訊系統(Geographic Information System, GIS),其實都源自地質學開始,後來才延用到其他領域,地質學畢業生也可成為GIS專家。
地質學系畢業生的出路除了油氣等礦業領域,也可以在環境領域工作,如針對土崩、海嘯給予方案,關注對社會和環境有關的,持續性發展。
巴拉三那強調,“無論我們學到什麼,都必須盡力將其與人類連結,要想到如何影響環境、保護環境以及可持續發展。我們需要天然資源,但同時我們也必須保護環境,地質學學生要懂得對環境的影響和評估。”
地質學與地理學不一樣
巴拉三那本身來自印度的泰米爾納德邦(Tamil Nadu),從學士到現在都一直礸研地質學。他先在印度馬都來卡馬拉之大學(Madurai Kamaraj University)修讀地質學士學位,之後到安那馬來大學(Annamalai University)完成應用地質學碩士和水文地球化學博士學位。
“我上學的時候並不知什麼是地質學,其實這一直是我的疑問,不論是印度或大馬,為何地質學沒有被納入學校的課綱內。”
巴拉三那認為,學校一般只教地理科,但地理科和地質學是不一樣的。地理談的是地球之上,地質則是地球之下。地質學涉及很多詞彙,當他們在教大學一年級時,學生會覺得困難,因很多術語都沒學過。他建議應該在中學就納入地質學。
巴拉三那的中學老師常分享地質學,跟學生談各種石頭的來源,漸漸引起他的興趣。90年代一般的升學路就是中學畢業後報讀工程系、醫學系。當他告訴父母要念地質學,父母也感到驚訝和擔心他的前途。
巴拉三那一直讀到博士,把研究鎖定在環境研究,深入的探究環境問題和永續方案。
“我的博士研究課題是有關地下水的環境影響和評估。印度常發生乾旱,在我所在的地區,地下水非常短缺,其中一個解決方案就是開採地下水。地下水過度開採,可能會引發地震、山體滑波等自然災害。所以,我們需要考慮這些環境因素,我的工作是尋找地下水,探索地下水的分佈。”
使用地下水,是否適合飲用,又牽涉到處理問題,把地下水視為自然資源,一旦勘探出來,就要想如何將其用於社區。
巴拉三那對地質學的熱愛,不會止步於此。他認為教學是另一個創造許多學習機會的平臺。不僅僅是學生,還包括講師,因為有時候,一些關鍵問題來自學生。
“在教學和研究時,會處於不同水平的學生之間。有基礎水平的學生,也有高級水平的學生,這製造了很多經驗。現在的學生接觸層面很廣,這意味著你需要領先學生一步。為此,就要多做研究。我們不需要重複告訴學生已知的舊知識,那不會激發他們的興趣。”
修讀地質學,首先必須是理科生,要有化學、物理、數學基礎知識,甚至一些基本水平的生物學和地理。巴拉三那提醒,當選擇地質學時,學生要有激情、好奇心和興趣,地質學很花時間掌握和理解。
地質學與考古學是否有關係?巴拉三那解釋地質學是一個多元科系,地質學會學到礦物、岩石和化石,這些對考古學是有幫助的。唸完地質學本科後,在唸研究所階段,要往考古、環境領域發展也是可行的。
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