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停泊於高雄真愛碼頭的海研一號
這倒還是我第一次真正上海研一號參與作業。
有些新鮮，更多的是心情上的不確定感。
聽氣象新聞說，海上的風浪會不小，
雖然我已經算是比較不會暈船的體質了，
只是搖晃中要看書或盯著螢幕，
依舊會讓人非常不舒服。
這艘船不大，裝備設施也不豪華，
遠遠差於我幾年前所登的法國MD研究船，
幸虧碰上剛大修完，
到處顯得乾淨整潔，
住起來也覺得舒服。
而且在熟練的船員運作操持下，
一切的工作都順利運行，成功完成了任務。
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剛完成第一次試航的海研五號
出發之際，看到同樣停泊在港邊，剛完成第一次試航活動的海研五號。
這是臺灣自行設計製造的最新一艘研究船。
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海研五號的另一個角度
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剛好又見到正進港的海研三號
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晒魚干
海上總是會順手釣些鮮魚。
晾乾成魚干也是很不錯的保存選擇。
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窗外的八五大樓
這艘船有些年代了。
船員和我說，才剛剛大修完，
外表的確也漆得光鮮亮麗。
不過，從很多細節還是能夠辨識得出她曾歷經的滄桑，
像是這扇會議室的小圓窗。
窗外被框住的景色正好有85大樓，
顯出能標誌高雄特點的天際線。
我不喜歡看出窗外的感覺，
因為這會讓自己不由自主地想：
要再見到這大樓，得好幾天之後了。
心情就沉了下去。
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出港
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出航好天氣
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操作人員上甲板準備施放空氣槍氣管設備下海
和坐在電腦前記錄數據，調整施測路徑相比，
施放儀器設備的技術員真得是辛苦多了。
他們得冒著各種在甲板上工作的危險，
隨時解決不期然的疑難雜症，
是真正的幕後英雄。
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施放浮標作業
海上作業是辛苦的，
尤其是一一施放所用探測設備下海之際。
儀器重不說，還得小心顛簸的甲板及濺上的海浪。
躲在船艙一是回事，
站在沒圍欄保護的後甲板上，
腳邊就是深藍不見底的海水，
又是另一回事。
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放受波器
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放空氣槍
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施放浮球
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浮球下空氣槍正在擊發
利用空氣槍擊發出震源訊號
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正擊發的空氣槍
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操作絞機作業
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轉彎時可見拖曳後方的纜繩
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船上的不知作用閥門
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船邊的配件
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吊機操作臺
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好天氣
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平靜無波的海面
如此平靜的海相，讓人身心好舒坦，
當然，
最重要的是，
也能獲取理想的震測資料。
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鮮艷的艦橋
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代表有拖曳作業的懸掛標誌
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海上的天然氣儲存槽
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小琉球
前年常常在小琉球旁海域繞來晃去，
但並沒有多的什麼感覺。
自從到了這座小島上一遊，
此回再從海上望去，
似乎每個角落就都有了獨特的意義。
所以也隱約知道了那種所謂的思鄉之情。
海角一樂園_小琉球（上）
海角一樂園_小琉球（中）
海角一樂園_小琉球（下）
海角一樂園_小琉球（漏網照）
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貓鼻頭
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灑落的天光
我靠著船舷邊的欄杆，
欣賞從雲隙間篩落的天光，在輕浪間瀲灩。
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逆光下的艦橋
自己走到無人的艦首，
低頭看著蔚藍的海水在腳下被劃開。
波光粼粼，陽光正烈。
一抬頭，果然見到破雲而出的日頭。
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落日
船上作業是24小時不間斷的，
可看到落日，還是有一天過完的輕鬆感。
更何況，見到落日，代表海象安靜平緩，
能不搖晃地入睡，就是件幸福的事。
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金光閃耀
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金光下的側舷
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船內的會議室
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這一篇開始來介紹巨型活塞岩心取上甲板後，
所經歷的處理程序。
我們在船上地獄般的惡夢也從此開始…
當船上的技工們將塑膠襯管（Plastic Liner）開始從鐵管內抽出時，
第一個步驟便是由我拿著手持式紅外線測溫儀來快速掃描岩心外殼的溫度。
為什麼要抓緊時間量測岩心管壁的溫度呢？
我們知道天然氣水合物解離是屬於一種吸熱的反應。
就像冰塊融解的時候也會吸熱一樣。
換個角度想，原本排列整齊的水分子及甲烷分子要崩解，要在空間中四處逃竄時，
當然就得要吸收點能量來加強自己的動能囉！
所以若是岩心裏頭含有甲烷水合物且被拉到甲板上，
在其開始脫離穩定態而分解之際，
包圍一旁的沉積物就會因為熱能被吸走而導致溫度下降，
連帶著塑膠襯管的溫度也就稍稍降低。
既然我們人的肉眼無法看穿不透明的襯管裏有沒有天然氣水合物，
那麼就先用紅外線測溫儀來掃描襯管表面的溫度分佈情形。
一旦發現了有特別低溫的區域，就可以先將管壁切開，取出珍貴難得的水合物。
否則等大夥慢吞吞地做好全部的處理程序，天然氣水合物早就已經不見蹤影了。
只是在這趟的航次中，雖然取得了不少岩心，掃描的結果是連一點低溫的異常都沒有。
這並非代表天然氣水合物不曾存在於這些岩心中（因為有其他間接徵兆），
而是表示整個岩心從海底取上來所耗的時間實在太久了，
就算是有獲取到水合物樣本，也早就在上升的過程中解離一空。
下圖就是三張紅外線測溫儀記錄下來的溫度分布模樣。
左邊第一張我是拿來隨便拍的：
一個技工靠著船舷朝著蔚藍大海張望。
他的臉和手臂及小腿肚溫度明顯較高，畫面中看來便是紅色。
而天空及地板則是低溫的藍色。
第二及第三張則是拍攝岩心管。
雖然我們沒有發現有異常低溫的情形，
但這不代表測溫儀就都完全沒有用處。
像在這兩張圖中我們便可以注意到岩心反而有幾段呈現綠色的溫度高異常。
這告訴我們什麼訊息呢？就是岩心的空心段，也就是說岩心被氣體佔據的部位。
能預先知道這些被氣體佔據的空心段也很重要，
因為我們就能在岩心被切開，氣體都跑光前先找到正確的地方鑽孔採集氣體樣本。
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當確定都沒有天然氣水合物存在後，
接著，就用抹布將襯管上的污泥清除，
再以無限量供應的廚房紙巾吸乾管壁上的水氣。
這個步驟除了是表示我們的「清潔相」外，
主要還是為了後續的岩心標示工作，
否則溼淋淋的管壁，油漆筆也寫不上一個字。
在長皮尺的幫忙下，
將長長的岩心每1.5公尺區分為一段，每段分為左右兩半，
朝海的一半是工作剖面（Working Half，用來採樣），
面船艙的一半則是歸檔剖面（Archive Half，儲存起來，以備將來的不時之需）。
不論哪一半的上下那端，也都得標上Top、Bottom及所處的深度資訊。
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在相關該有的資訊都標妥後，
下一步又是掃描溫度了。
？？？剛剛不是已經用過手持式的測溫儀了嗎？
沒錯，剛才是已經量過了，
不過那只是很快速粗淺地測量，目的是要在第一時間找出水合物來。
現在上場的則是精密度更高，位置距離固定，且可以連續記錄的測溫儀。
用這臺紅外線測溫儀掃過後，便可以得到全管岩心的溫度分布資料。
當然，一開始用手持的機器沒掃到異常，
這臺後續的機器也沒能發現奇蹟。
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始初的規劃是以每公尺為單位鑽孔，
如上圖在孔中插入熱探針以測量沉積物的熱導係數，
但可能是新設計的探針太細太精密了，反而不堪海上惡劣的條件，
才施測幾次便報銷，非常地不耐用。
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有時岩心裏的壓力很大
（可能是水合物解離放出氣體，亦或原本存在孔隙間的氣體因上升到水面，壓力降低而膨脹），
一鑽孔，裏頭的軟質沉積物就像條蠕動的蟲從孔中冉冉而出。
也因此，為了避免壓力太大爆管，往往鑽孔也是必要的安全措施。
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在海洋沉積物中，愈往深處，含氧量愈低，
漸漸成了個還原環境。
在這樣的條件下，細菌在還原有機物的過程中就會產生硫化氫(H2S)氣體。
硫化氫屬於一種急性劇毒，
吸入少量高濃度硫化氫會在短時間內致命。
而低濃度的硫化氫對眼、呼吸系統及中樞神經也都會造成影響。
更危險地是，硫化氫濃度低時帶惡臭，氣味如臭蛋，
聞到時還知道走避。
要是濃度高時，反而沒有氣味（因為高濃度的硫化氫可以麻痹嗅覺神經）。
為了安全起見，此次上船也就特地準備了硫化氫的偵測器。
然而試用的結果是…螢幕上的"0"ppm這個值壓根都沒有變化過。
應該是在甲板上風太大了吧！
所以即使岩心中有硫化氫釋出，也早就被氣流一掃而空啦。
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當襯管上該有的標號、深度都記妥後，
最耗費體力的就是切管了！
這麼長的岩心（往往都長達2、30米）一定是得分段處理的。
在這航次的規劃中，以每1.5米分切。
但切管不能用電鋸，一來怕刀片切入沉積物後造成污染，
二來電鋸也不容易切齊。
因此要對付頗厚的塑膠襯管只能用上頭照片裏的Core Cutter，
以純手工的方式來操作了。
要切岩心是很費力又得有些天份的（像本人就沒有）。
所以在手人不足之際，
我們小組的隊員可是忙成一團，
自然我也沒時間還好意思在旁邊袖手旁觀的拍照啦，
這就是為什麼在文裏看不到相關切岩心畫面的緣故。
在一段岩心剛切妥之際，
一些採集氣體及微生物、古菌樣本的學生們也同時蜂湧而上，
圍在切口處把握黃金時刻蒐集他們所需的沉積物。
這樣的熱血畫面，同樣無法精彩的補捉下來給各位看倌欣賞。
或許就等我要到其他人的照片再放上來吧。
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一段段的岩心不是光切分好就行了，
還得再貼上標尺，做更仔細的編號，
接著再做剖半處理。
切成兩半的岩心，
一半將完整保留，
觀察其表面，做岩心外觀及沉積相描述。
另也利用多重感應岩心記錄器，
順著岩心延展方向量測沉積物的一些物理性質，
像是密度、P波速度、磁感率等。
之後將這完整的一半岩心包裝儲存(Archive)，
以備日後研究不時之需（前面已經講過了）。
另一半各實驗室則會針其各別不同的目地需求，
採取沉積物樣本分析，
像是孔隙水離子濃度、氣體種類及濃度等。
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上圖就是標好號也用「岩心剖半機」切分好的岩心。
當然，為了免除污染之虞，
剖半機的刀片調到只是剛剛好切開塑膠襯管，
並沒有干擾到岩心沉積物本身。
那是要怎麼順利分成兩半呢？
其實很簡單，就是用韌性強的魚線，
沿著剖開的開口從一端劃開到另一端即可。
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剛用魚線切開的岩心表面可能會有些不平整，
所以這時候還要用刮刀加以仔細整平。
如此修整過的岩心才能夠做岩象觀察，
也才好送進多重感應岩心記錄器做後續的量測。
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法國Marion Dufresne 最著名的，
就是其可採集的沉積物活塞岩芯長度，紀錄有達60米（當然是較軟的沉積物）。
他們命名為 Calypso Core。
國內的研究船採集能力雖號稱可達18米，
只是通常都只有在6米以下。
所以能租用到她前來臺灣海域施測是很難得的機會。
當然，如果改用鑽井的方式可以獲取遠長於60米的岩芯樣本，
只是，經費的差距可是20來倍，耗時也較久，
一般而言沒有大型計畫是負擔不起的。
活塞岩芯（Piston Core）採集的工作原理如上圖（採用自網路資料）所示。
其基本概念就像我們一般用來抽水玩水槍遊戲的針筒。
當管柱內的活塞向後方移動時，會讓管柱中產生一真空環境，
外界的物質就會因壓力的作用被擠進管柱之中。
只是我們在抽針筒時，向後移動的是活塞，
而岩芯採樣器則是活塞保持在海床表面不動，
讓採樣的管柱相對而言插入沉積物當中。
這樣在管柱中同樣會有真空的環境出現，
不但使得沉積物更容易進入管柱，進入後也較不容易掉落。
在上圖1中，活塞岩芯採集器正在下放，
左方打橫又垂著一個重垂的部份則是「擊發器」。
擊發器的重垂的長度比岩芯採集器稍長一些，
所以在下降的過程中會先碰到海床。
在圖2中，一旦重垂觸及海床後，
懸垂重垂的繩子會失去張力而讓擊發器擊發，
讓岩芯採樣器由原本經由主纜繩緊繫的狀態中自由落下。
在圖3、4中，因為在岩芯採樣器上端附加了沉重的鉛塊，
所以在重量的垂直擠壓下，
採樣管就會插入到鬆軟的沉積物中了。
採樣完畢，則如圖5所示，
甲板上開始拉起纜繩，將岩芯採樣器由海床中拔起。
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來自馬達加斯加的技工們正在檢修作用類似於手槍板機的擊發器。
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將置放在岩芯採樣器底部的活塞(Piston)
其上有鋼纜連接至擊發器。（照片為工作同仁所攝）
當岩芯採集器開始接觸到海床時，
也是內部鋼纜拉直到底的一刻。
因此活塞就會停在海床的那個深度，
而鐵管則繼續往沉積物內前進。
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鉛塊不夠就還要加。
想要採到愈長的岩芯就要加上更多的鉛塊。
（此照為工作同仁所拍）
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鐵管經吊臂移至定位後，
由技工利用螺絲與鉛垂結合。
所有的螺洞可以都上滿或是留些白，
這就是原理簡單的保險。
鎖上的螺絲愈少，兩者間的接合力就愈弱。
當發生鐵管卡在沉積物的情況而需外力硬拉時，
一旦應力超過承受值，斷裂的便會是此連接處而非昂貴的纜繩。
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用船右舷的大型A架開始下放活塞岩芯採樣器。
加了鉛塊之故，纜繩負重非常大，
因此下放時工作人員小心翼翼，
速度通常每秒都小於1米。
在海深2000米的站位，光是將纜繩下放和拉回，
就得耗費一個半小時以上。
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航次一旦開始，
不分白天夜晚，是得24小時輪班作業的。
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正在施放下沉中的活塞岩芯採樣器，
鉛塊質量龐大，
在海面上激起了翻白的水花。
上頭橫置的黃桿就是「擊發器」。
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順利取得岩芯的採樣管重新拉回海面上後，
在其他小吊臂的協助下橫置躺平，移進右船舷。
MD船之所以可以採集超長的岩芯，
就是利用此技術，搭配上頎長的甲板工作區域。
不過，此階段的工作比較具有危險性，
所以都只由技工操作。
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裝設在採集管最前緣的岩芯抓取器（Core Catcher）。
其尖銳的前緣可以讓採樣器比較容易進到沉積物之中，
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而其內部簡單的設計，則可以讓沉積物進得去，出不來，
像是以前鄉下放在溪流裏抓小魚蝦的小竹籠。
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先將岩芯抓取器缷下後，利用鉤繩將在鐵管內部的塑膠襯管拉出。
珍貴的深海泥，沉積物樣本就在其中。
雖說是深海泥，我是不敢拿來敷臉啦。
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當然，有時候作業並不是那麼的順利。
當海床的沉積物很硬時，
鐵管是無法一股作氣地插進泥沙之中。
這是採樣器上頭的鉛垂依舊不留情地下壓，
單薄的鐵管就很容易折曲，造成彎管，甚至是斷裂。
處理彎管是很耗時的，
得先將鐵管鋸斷，才能將裏頭的塑膠襯管連同沉積物給取出。
往往一等，就是兩三小時以上。
這時就能深深地體會俗語「時間就是金錢」真諦。
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這是此次作業的航跡，
紅色折線是船行的路線，黃點則是採樣的點位。
而底圖直接套的就是臺灣西南外海的水深。
船從高雄港出發，先朝最遠的東方T9N站前進，
12天中跑大路似地將規劃裏的站位都到了到，
最後再折回高雄港。
在每站上，船都會來回地轉折，
利用Multibeam Echosounder（多音束水深儀）確定海床的地形，
加上用 Sub Bottom Profilers（底質剖面儀）來大略分析底床的軟硬 ，
才決定確實的採樣位置。
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底質剖面(Sub-bottom profile,SBP)。
要獲取底質剖面，是利用持續不斷的水中聲波源釋放能量，
當聲波遇到聲波阻抗(Acoustic Impedance)不連續的介面時，
會產生反射振幅及相位變化資料。
這些變化由受波器接收，
進而經震波記錄器記錄描繪出剖面影像。
儀器所發出的聲波訊號能穿透淺層海床表面達幾十公尺，甚至超過一百公尺。
藉由反射聲波的回聲特徵，
可以提供海床地貌特徵及表層沉積物特性與地質構造，
對於海床構造變化的研究與淺層沉積物的分析，可以提供相當多的訊息。
比如說，若海床表層非常地堅硬，
能量大部分都會被折回而無法穿透沉積物，
則所得畫面在主要的海床面下就一片空白沒有訊號。
若是軟泥，則海床底下的層理就會顯現得比較清楚。
為什麼要事先知道海床是硬是軟呢？
因為太硬的海床，採樣的鐵管根本就插不下去哩！
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法國人做事比較隨性，
不像好萊塢電影裏船艦儀表板總是賞心悅目，
這些大大小小羅列眼前的紛亂螢幕，
就是用來獲取並分析資料的媒介，
判定岩心採樣器的行止都靠它們了。
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這些是船上的法方技術人員。
左邊三個是在主控室內負責探測設備操作，即時資料研判。
第四個起則是美麗的女醫生、快退休的機電人員和行政小姐。
他們人不多，效率卻相當不錯，
撐起了船上的作業。
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在上船前，
其實教授們已就前幾年的研究資料研判了好些具有潛力的點位。
這些靜待選秀的閨女們，
誰能真正地開花結果，
讓我們得以真正一舉採得天然氣水合物標本呢？
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法方的技術人員負責資料的蒐集，
但真正解讀並下決定的，
還是這些教授們。
他們可是身負著成敗的大責呢，
別瞧臉上還帶著笑，其實心頭的壓力可沉重的。
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每回岩心採集完，
是失敗，是成功，
都得要記錄，並看著各項數據討論。
尤其是斷管、彎管、空心等徒勞無功的採樣，
更是得再三地探究，以免覆轍重蹈。
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在船上工作雖然十分地辛苦，
吃和住卻算相當不錯。
自己住一間套房，
空調24小時穩定，
熱水一開就有，
窗外是貼近的湛藍海水。
雖然房間一個星期才來整理一次。
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應該是少見多怪，
這的確是我頭回拿到的鑰匙型式。
薄塑膠片打上了排列成神祕符號的圓洞群，
既不用磁，也不靠電，
插進縫槽裏，房門就這麼開了。
讓人想起古時自動鋼琴的譜，
一般坑坑巴巴，
卻能轉換出優美動人的旋律。
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餐廳旁有個小酒吧，
調酒和汽水的價格都十分經濟實惠，
純以不賠錢為精神提供貼心服務。
船上下至粗工技術人員，上到艦橋船長，
沒事時都會來這坐坐，
喝杯酒，用言不及義的話語來打發時間。
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吧台旁放了一部手足球檯。
我第一次玩這種遊戲，玩出了興味。
討厭的是會有死角，
球往往會停在兩排人偶之間，
讓紅藍兩支隊伍誰也踢不著球。
這時也只好吹口有心機的氣，
先把球送到已方的腳邊再說。
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法國人果然非常地注重吃。
即便是在研究船上，餐廳就是有餐廳的架勢。
白天臨近用餐時分，
桌上都是擺妥了各人需使用的餐具。
一坐下，菜端至面前時，都忘了是身在海上。
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這是12天中某1餐的前菜，
滿滿的焗烤扇貝。
顧不了什麼膽固醇的了，
先滿足了口腹之慾再說！
配上任意喝到飽的紅白酒…真是享受啊~
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虧得主廚在船上能餐餐變換出不同的菜色。
本來想說在船上勞動是一定會減些體重的，
結果很多人反而添了肚子的尺寸。
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每回餐點吃畢，上甜點之前，
侍者總會端著擺滿各種起司的盤子穿梭眾人之間，
殷殷詢問著想選的口味，然後切一大塊到你的盤中。
起初還試著嚐了一輪，
後來證明，的確每種口味都很嚇人，嚇人的臭。
我還是不適合吃起司。
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臺灣也有自己的研究船，
只是正服役中的都算小，
雖然設計了可達18公尺深的採樣器，
從也沒達成這個目標，
通常拿到的岩心長度都只有短短的約5, 6公尺左右。
為瞭解海床下30至50公尺深的淺部沉積物地質與地球化學特性，
這回單位租用了法國 Marion Dufresne研究船(簡稱MD船)，
想到台灣的西南海域進行30至50公尺長的巨型活塞岩心標本採集作業。
因為經由分析與研究所採得的超長活塞岩心，
就可進一步瞭解並評估淺層天然氣水合物賦存潛能，
同時也作為後續鑽探工作規劃評估之參考依據。
上方照片是泊在高雄港10號碼頭的Marion Dufresne號，
為法籍一艘長約120公尺，排水達1萬噸的大型海洋研究船。
船務公司將其翻為「達芙妮」號…
很女性化。
我腦中一時轉不過來，
因為我總是想像他威武破著浪的壯闊畫面。
我在這船上待了12天。
出港是好天氣，回港時迎接我們的也是一整片藍天，
可中間出艙時總是面對著低垂的陰霾，
那暗黑的雲，
就快觸及海面上翻湧的白浪了。
也只能祈禱著自己不是下一個暈船的不幸者。
幸虧Marion Dufresne 的優點就是大，
再晃也晃不過那繞著龜山島的賞鯨船，
讓我得以保持住坐船不吐的紀錄。
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MD船的側面模樣，
最醒目的就是那漆成大紅色的逃生艇！
船很大，分為好幾層，
到處散落著客艙與實驗室。
外加餐廳、電儀室、健身房、辦公室、冷藏室、羽球場，
剛進去時還真像在逛迷宮。
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要上船的採樣設備、實驗器材及耗品實在太多且太重了。
我們花了一整個下午，一批批地用船上的吊車將貨物由碼頭吊上甲板。
而剛才完成作業喘口氣，
就又得著手安排各船上實驗室的設備就位。
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多仗船尾這粗壯勇健的吊臂整個下午不停歇工作，
我們省了很多的氣力。
看著操作員輕鬆地上下左右地擺弄搖桿，
好像他就只是在玩個超大型的夾娃娃機一樣。
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甲板很多層，
還可以開闔，
冷藏食物及標本的兩個冷藏櫃都在下面。
只是走路亂逛要小心就是了，
一不注意可是有失足的危險哩！（待續）
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船頭上有規模更大些的雙吊臂，
有些像是蝴蝶頭上舞動的觸毛。
可惜我沒見到其運作。
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高雄港畔的大樓還是有些稀疏，
什麼時候才會有高樓群集的景像呢？
既然要都市化，
就選個單點都市化個徹底好了。
不要每個港都半調子。
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就要出港了！
從船舷的孔洞迎著落日餘暉望去，
遠遠的旗津在左岸，
右岸是鼓山。
中間狹長的水道就是繁忙的港域。
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臺灣溫泉 (18)