【亮點實驗室】測量過去與氣候變遷|古海洋代用指標實驗室

發佈日期:2025-07-25 00:00:00

氣候變遷是當代最迫切的挑戰之一,大氣中的二氧化碳濃度日益升高,想要預測地球將如何發展,其科學基礎,深植於對過去氣候的理解。

國立臺灣大學的賀詩琳副教授所領導的古海洋代用指標實驗室 ,透過分析全球海洋沉積物中的線索,揭示地球氣候演化的奧秘。他們的研究不僅以更精確的方法,重建過去海洋的溫度;在預測未來氣候的模型建構上,更是一項關鍵里程碑。

 

跨越洲際,勾勒氣候──賀教授的學術之旅

來自馬來西亞的賀教授,求學歷程如同她的研究一般橫跨全球。首先在馬來西亞工藝大學主修化學工程,又在日本的北海道大學轉向研究環境科學,進而在德國的Alfred Wegener Institute (AWI) (隸屬於Helmholtz Centre for Polar and Marine Research)與挪威的卑爾根大學專研海洋古氣候。在2018年加入臺大海洋研究所後,她憑藉卓越的多元學術背景,展開對海洋長期變遷的深入探索。

她的團隊致力於探究地球在地質時間尺度中的氣候變化,特別關注約三百萬年前的上新世(當時大氣CO₂濃度,相當於由人類造成的CO₂在本世紀末的預測值)與上一個冰河循環(時間幅度橫跨25000年)。透過從海底提取出的沉積岩心──一根根記錄歷史的泥芯──賀教授與團隊得以重建過去海洋表面溫度與環境變化。 賀教授說明,我們可以藉由分析保存在沉積物中的化學訊息,推估數百萬年前的海洋溫度。

實驗室分析多種指標(即所謂的「代理資料」)以重建過去的環境,如:顯微鏡下的微化石、分子級別的生物標記(如沉入海洋的古代植物蠟狀殘留物)、以及對水溫極為敏感的化學化合物。統合這些各自獨立的證據,使得過去海洋與氣候的樣貌得以更為準確地呈現。 

謹慎細心與多重比對,是實驗室研究精神的核心。傳統研究往往依賴單一代理資料進行推測,而賀教授則強調應採用多元證據,以獲得更精確的資料,並且重複精密的檢驗。團隊近期發表於《Progress in Earth and Planetary Science》的研究指出,雖然不同代理資料可共同支持長期氣候變遷趨勢,但在短期波動的重建上,這些資料之間可能會出現偏差。這項發現強調了持續反思與多次驗證的重要性,以提升氣候重建的可靠度。

 

科技實力與國際連結──在地實踐,放眼全球

古海洋代用指標實驗室的獨特之處,不僅在於其嚴謹的研究方法,也體現在善用臺灣的海洋研究資源。在一項結合臺灣先進海洋研究船與深海遙控載具(ROVs)的計畫中,實驗室展示一項被廣泛使用的溫度代理指標(或稱古溫度計),即使在臺灣西南方甲烷豐富的沉積環境中,依然具有良好準確性。此研究成果刊登於國際權威期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》,顯示臺灣在海洋科學上的成熟發展。

雖然臺灣長期以來在海洋科學領域享有聲譽,古海洋學卻仍屬新興領域,賀教授帶領的實驗室正快速提升臺大在這方面的學術地位。實驗室與日本、法國、德國等國的研究機構合作(合作機構的詳情請見此網站),不僅參與跨國遠洋調查,也共享實驗設備、定期線上會議、共同指導博士生,既深化科學交流,也落實減碳理念。 這種開放合作的精神,同樣反映在團隊多元的國際成員上。近年來,實驗室成員來自馬來西亞、印度、法國、智利、德國、西班牙、加拿大、葡萄牙、土耳其與臺灣。與德國學術交流總署(DAAD)國科會外籍高階人才來臺實習試辦專案(IIPP)等國際單位的合作,更為實驗室每年暑期帶來世界各地的實習生,激盪新的想法,也拓展全球連結。

 

展望未來──以過去之鑑,為氣候行動鋪路

國立臺灣大學因致力於推動聯合國永續發展目標(SDGs),被列為全球頂尖大學之一。臺大積極推動高影響力研究,以回應緊迫的地球挑戰,促進國際合作,並培育能夠應對複雜環境議題的下一代科學家。

這項承諾近期獲得了《泰晤士高等教育》(Times Higher Education)2025 年大學影響力排名的肯定,臺大在全球排名第 14 名,並在多項 SDGs 中取得前 20 名的佳績,其中包括「健康與福祉」(第 2 名)、「水下生命」(第 9 名),以及「和平、正義與健全制度」(第 12 名)。此外,臺大也在 2025 年 QS 永續發展排名中升至全球第 74 名,位列亞洲第 4。

古海洋代用指標實驗室的研究正是這一使命的具體展現。該實驗室透過重建過去的海洋溫度及其他重要條件(無論是生化或地質方面),產生關鍵的基準數據,進一步完善對氣候模型的理解。這些研究對於制定有效的氣候策略至關重要,並為「氣候行動」(SDG 13)與「水下生命」(SDG 14)作出貢獻。

賀教授期盼實驗室謹慎且跨學科的研究方式,能啟發更多學者重視重建中的不確定性估算,使古氣候資料能更穩健地支撐氣候模型的推演。賀教授說:「我們希望推動一種更穩固、可複製的重建方法。唯有如此,才能真正提升我們對未來的預測能力。」 當被問及想向國際社群傳達什麼訊息時,賀教授微笑著說:「歡迎加入我們,一起讓這個世界變得更好。」

 

 

國立臺灣大學國際事務處特別感謝:賀詩琳教授、古海洋代用指標實驗室全體成員。

本文以英文撰寫,作者:Andrew Griff-Owen,中文譯者:劉安家。

攝影:Shota Ambiru、陳若婕與古海洋代用指標實驗室。

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