百年臺灣大地：早坂一郎（1891-1977）與近代地質學的建立和創新歷程

推薦序 科技雖然可以改變未來，但要從了解自身開始

／青田七六文化長 水瓶子（臺灣大學地質系七七級校友）

自序

第一部 礦之味‧遠航來此—十九世紀中葉的地質踏查

一、德國地質學者李希霍芬─隨東亞遠征團來臺踏查

二、美國駐廈門領事李仙得─熱愛採集地質標本的外交官

三、德國人克萊因瓦奇特─為建燈塔而進行南臺灣地質調查

四、加拿大長老教會宣教師馬偕─以造物主大能探索臺灣自然

第二部 學術探險與殖產興業—日治前期的地質調查研究

一、啟程—學術探險的腳步

（一）小藤文次郎(1856-1935)：日本地質學之父

（二）山崎直方(1870-1929)：日本近代地理學之父

（三）橫山又次郎（1860-1942）：日本地質學家

二、層層沉積—作為統治基礎的殖產興業鑛物調查

（一）石井八萬次郎(1867-1932)：第一位繪製臺灣地質圖的地質掛長

（二）井上禧之助(1873-1947)：橫越中央山脈

（三）齋藤讓(?-1901)：離島地質調查的先行者

（四）出口雄三(1883-?)：完備離島調查研究

（五）市川雄一：完成《臺灣地質鑛產圖》

（六）臺灣博物學會及會報

第三部 全面展開的視野—早坂一郎的地質學研究

一、來臺之前的經歷

（一）師事矢部長克

（二）赴中國見學旅行

（三）與宮澤賢治的化石情緣

二、臺北帝國大學地質學講座及其成果

（一）古生物學研究

‧左鎮菜寮的犀牛化石

（二）地質學研究

1、足跡遍及日本、中國、朝鮮、滿洲

2、上南湖、登玉山—建立脊梁山脈構造研究基礎

3、地震調查與防災

4、地質學知識的普及

（三）天然記念物、國立公園的指定

1、天然記念物的指定

2、國立公園的指定

（四）南方研究

1、汎太平洋學術會議

2、南太平洋帝汶島之見聞

3、華南、海南島之地質地理調查

4、南方叢書的編纂

第四部 戰後留用與地質學研究傳承

• 海洋地質學研究

二、留臺日本人的處境

三、親歷二二八事件

四、揮別臺灣，返回日本

五、再續前緣：重回臺灣

結語

附錄一、早坂一郎年表

附錄二、早坂一郎著作

【內文試閱摘選】

第一部 礦之味．遠航來此—十九世紀中葉的地質踏查

臺灣位於亞洲大陸東緣，東濱太平洋，西臨臺灣海峽，北臨東海，南隔巴士海峽與菲律賓遙遙相對，島上高山疊起，超過三千公尺的高峰達兩百多座，地形起伏變化大，高度極為陡峭，是一個平原面積僅占百分之三十的高山島。

從全球的板塊構造環境來看，臺灣位處歐亞板塊最東緣，東側與菲律賓海板塊相接，處在現今地球板塊活動最劇烈、最頻繁的地區─環太平洋地震帶與環太平洋火圈之上，以致經年累月大小地震頻仍。由於島上多斷層及地震地形，尤以東部最為頻繁，高山地區的地層更因為持續的地殼變動，變得非常破碎，向來是新構造運動、地質災害等地質研究的焦點，頗具獨特性，因而成為地質學調查研究的重要寶庫。

自十七世紀以來，臺灣因位居交通、貿易要衝，以及戰略上的重要地位，逐漸成為歐美海權與殖民列強爭相奪取的目標，荷蘭、西班牙兩國先後占據南、北臺灣便是最好的例子。迨至十九世紀中葉以來，又因蘊藏豐富的煤炭、硫磺及砂金等礦物資源，引起英、美、德等西方國家之興趣，先後來臺進行地質調查研究，有英國海軍少校安特．戈登（Lieuten Ant Gordon，一八四七年來臺調查雞籠煤礦）、美國海軍上校喬埃．亞柏特（Joel Abbot，一八五四年隨美國東印度艦隊司令官培里（Matthew Calbraith Perry）訪日時，奉派來臺測繪北臺灣海岸線、勘查雞籠周邊煤礦），以及德國地質學者李希霍芬（Ferdinand von Richthofen，一八六○年來臺地質勘查）、美國駐中國廈門領事李仙得（Charles W. LeGendre，一八六九至一八七二年曾八次來臺踏查）、德國地理學者古比（H. B. Guppy，一八八○年來臺）、在中國海關工作的德國人克萊因瓦奇特（George Kleinwächter，一八八二年來臺）、為傳教而來臺的加拿大長老教會宣教師馬偕（George Leslie Mackay）等歐、美人士來臺進行相關的探查，其成果大多刊行專書或刊載於報章雜誌上。這些第一手的報告或踏查紀錄，可說是認識十九世紀臺灣社會、民情風俗以及地質、地形等之珍貴資料。

二、美國駐廈門領事李仙得─熱愛採集地質標本的外交官

登上雙岩（Double Rock，今燭臺嶼）對面的山脈，可以發現金包里（金山）的火山，高一四五○英尺；稍往西邊，則是大油坑的火山，高二二七五英尺……。這些火山都生產硫磺，無論從那方面看，這些硫磺泉都很像舊金山北邊海倫娜山（Mount Helena）普多河（Pluto River）的間歇泉，兩者唯一的差別是，加州的間歇泉是從花崗岩噴湧而出，臺灣的間歇泉則是穿過成層的雞籠含碳砂岩噴湧而出。

—《南臺灣踏查手記》，李仙得，一八六九年

臺灣開港後，曾發生多次國際糾紛事件。一八六七年，一艘美國商船羅妹號（Rover）在屏東瑯嶠（恆春）外海觸礁沉沒，生還的十數名船員與船長韓特（Joseph Hunt）夫婦一行人與當地的原住民族發生爭執，並慘遭殺害。九月，美國駐廈門領事李仙得來臺調查處理。

李仙得（Charles W. LeGendre, 1830-1899），生於法國里昂，巴黎大學（法語：Université de Paris）畢業。大學時期即對地質學產生強烈的興趣，在他的生涯中，曾數度利用這門知識進行採礦，或地形地貌的觀察、量測，以及標本的採集等，在在顯示他身為地質學家的專業。一八六九年李仙得再次來臺，他從淡水出發，南下一直走到臺灣府城，一路上詳細調查臺灣西部的地理、地質等情況。因為這番經歷，並能說臺灣話，李仙得遂被視為「臺灣番界」通。在其一八六九年所撰領事報告（Reports on Amoy and the island of Formosa）中，對臺灣中、北部的煤炭、石油、硫磺、樟腦、木材等物產有詳細的介紹，尤偏重說明物產之開發價值。其中，關於基隆煤礦及其地質狀況，他指出：

臺灣北部與中部的廣大煤層，幾乎都不曾開發或探勘過。目前開採中的幾個煤礦，都在雞籠（基隆）港附近靠水之處。就加煤站而論，雞籠港地理位置良好，幾乎可以媲美任何中國大陸的港口。……

我認為，雞籠附近有幾座火山，對於從事海平面以下的煤礦開鑿來說，這將是無法克服的障礙。目前對於礦藏的測量，顯示其中存在著斷層（dislocations），若再經過地震，情況還可能加劇。雞籠南面的高山山脈所流下的水，通過這些裂縫所構成的天然管道，大量滲透到煤層所在的山丘，因此礦坑內若要排水，費用必定很龐大，而且最初所做的地下坑道建設，很容易由於土壤的震動而毀壞，變成最危險的工事。但是對於那些位於雞籠河水平線以上的煤礦，應該不會有人吝於投資，因為那裡的煤區廣大，即使最樂觀的人也不會失望。

在同一份領事報告中，李仙得對北部出產硫磺及其地質狀況，也有詳細的描述……

由上可見，李仙得在實地踏查臺灣中、北部的物產時，尤其是煤礦、硫磺等，也對其所處的地質狀況有詳細的解說，俾評估未來開發時所需的成本是否符合效益等。(未完)

第三部 全面展開的視野—早坂一郎的地質學研究

一、來臺之前的經歷

早坂一郎（1891-1977），日本宮城縣仙臺市人，為宮城女學校（今宮城學院大學）數學老師兼幹事早坂哲郎（1868-1940）、柳子夫婦的長男。父母都是虔誠的基督徒，自小即與基督教、外國人有所接觸。一八九八年進入仙臺市立東二番丁尋常高等小學校就讀，其後自仙臺市私立東北學院普通部、仙臺第二高等學校第二部乙類（理科）畢業。

一九一二年進入東北帝國大學理科大學地質學科，為該學科第一屆學生，同期入學的有日下部全隆、近藤次彥、小岩井兼輝、菅原公平等人。東北帝國大學地質學科的設立，乃係順應十九世紀末、二十世紀初以來世界性的技術革新，以及日本國內發展所需。日本自明治維新以來，為了實現富國強兵的目標，大力扶持民間企業，並自日清、日俄戰爭起急速成長；加上受到世界性技術革新的影響，國內有識之士無不呼籲政府應發展基礎科學。地學方面，於一九一二年設立東北帝國大學理科大學地質學科。

而早坂一郎之所以選讀地質學科，與其仙臺第二高等學校的地質學鑛物學老師中島欽三的推薦有關。高等學校三年級時，每週上一次鑛物學地質學課，一次兩小時，除講課外，沒有實驗、實習課，甚至授課老師還必須分擔其他課程的講授，像中島老師就必須分擔英語課的教學。可見地質學鑛物學是一門不受到重視的課程，學生也極少以地質學科作為其大學的志願。但中島老師以當時東北帝國大學創立未久，地質學科的矢部長克（1878-1969）教授赴海外留學期間蒐集了許多圖書、標本等，亟需學生進入該學科就讀並協助整理，於是推薦早坂一郎申請入學東北帝國大學理科大學地質學科。

（三）與宮澤賢治的化石情緣

值得一提的是，早坂一郎與日本著名的童話作家宮澤賢治（1896-1933）竟有一段難得的地質情緣。一九二六年初，早坂收到一位博物學老師鳥羽源藏（1872-1946）寄來北上山地南部的古生代化石標本，經過調查，研判這些化石是曾出現在歐、亞大陸，現存於北美的バタグルミ化石（胡桃化石，學名Juglans cinerea）。因早坂對分布在北上山地南部的古生代地層已有不少研究，想要取得更多的資料，遂與鳥羽先生連絡，由盛岡高等農林學校畢業的青年宮澤賢治作導覽，三人帶著花卷町周邊的土壤圖及說明書等，一同前去採集化石，途中也聽取宮澤說明當地的地形、地質等。

化石位在北上川河畔（イギリス海岸）潮濕的低地，表面含化石泥岩外，也有鹿的足跡。此趟化石採集旅行之後，早坂也根據調查研究結果，撰述〈岩手縣花卷町産化石胡桃に就いて〉一文刊載於《地學雜誌》，在文章的最末，早坂特別感謝鳥羽源藏、宮澤賢治的協助。同時也將論文抽印本寄給鳥羽、宮澤二人。十年後，日本其他地方也發現化石胡桃，而宮澤賢治是第一位發現者。其後，宮澤更以《銀河鉄道の夜》成為著名的作家，在這部小說的第259-260頁「プリオシンの海岸の白い岩のところの化石」中提到其採集胡桃化石的經過，其中的「地質學者」就是早坂一郎。

二、臺北帝國大學地質學講座及其成果

（一）古生物學研究

早坂一郎認為地質學是一門研究地球發展過程的學問，是歷史科學的起點，與其他自然科學截然不同。當時的研究主流，是源自德國的地質學的（生層位學的）古生物學（paleontology），係根據地層挖掘出的生物化石種類，建立生層序，並將產出化石予以記載、分類，與生物學的古生物學不同。早坂認為達爾文（Charles Robert Darwin, 1809-1882）之所以能成功，是因為他具備充分的地質學的古生物學的素養，不再相信過去的天變地異說，而是由生物的化石來正確地說明其變異的成因，必須要先復原古生物的生活史，才能掌握現在生物的生活史，因此有研究古生物學的必要性。

早坂在東北帝國大學求學、任教期間，即在矢部長克教授的指導下，開始進行古生物學的分類學研究，曾進行分布在飛驒山地北部及北上山地南部的古生代地層研究，包含腕足類、珊瑚類、紡錘蟲類、卷貝類等無脊椎動物化石（Fossil invertebrates）的分類學研究。尤其早坂不拘泥於過去的研究方法，而是採用新方法和新的思維方式，例如利用石膏製造蟹的巢穴、用X光觀察化石內部的構造、用顯微鏡觀察化石的切片等，也注意化石的顏色並作標記等，在研究上已有所突破。

一九二六年來臺後，研究範圍也擴大到臺灣來，曾赴全臺各地踏查研究，從大型化石到微化石，從軟體動物、腕足類，到珊瑚類、海膽類、哺乳類、高等有孔蟲類等均有深入研究，並出版《古生物學序論》（一九三一年）、《石炭紀．二疊紀》（一九三三年）、《臺灣產化石研究史略》（一九三九年）、《化石の世界》（一九四○年）等書，以及發表〈臺灣中央山脈の粘板岩系中の抱球蟲（Globigerina）に就いて〉（一九二九年）、〈臺灣の粘板岩系中の化石とその地質時代の化石〉（一九三○年）、〈蘇澳灣に腕足類Craniscusの產出する事に就いて〉（一九三一年）、〈臺灣に產する相利共棲（commensal）孤生珊瑚の化石〉（一九三一年）、〈臺灣に於ける始新世有孔虫の新產地〉（一九三二年）、〈臺灣に於ける哺乳類化石の分布に就いて〉（一九四四年）等多篇論文，在當時已是世界級的少數腕足類化石研究者之一，書櫃裡收藏有世界各國的腕足類化石的文獻資料。又，從古生態學（palaeoecology）的視角來研究化石的產出，也是當時臺北帝國大學地質學講座的研究重心之一，助手丹桂之助有不少關於化石之研究成果，尤其是貝類，其他如有孔蟲類、脊椎動物等，亦有不少研究成果。

‧左鎮菜寮的犀牛化石

值得大書特書的是，一九三一年臺南州新化郡左鎮庄菜寮保甲事務所書記陳春木在菜寮溪河床撿到奇石（古象臼齒化石），並寄給臺北帝國大學地質學講座教授早坂一郎。早坂遂於當年秋季南下勘查，從下菜寮走到風吹嶺，沿著河床約二．五公里，採集混在礫石中的許多鹿的角的破片、齒、野牛的齒、獸骨的破片，以及少數的鮫的齒、珊瑚的破片等。後來根據陳春木再轉送的標本，於一九三二年先後發表〈臺灣に於ける化石象齒の新產出〉、〈臺南州左鎮庄の新採集品〉、〈臺灣に於ける象齒化石の新產出〉、〈臺南州新化郡左鎮庄地方に於ける化石哺乳動物の產出狀態に就いて〉等論文，為菜寮溪動物化石研究的嚆矢，也是臺灣最早的化石研究。

一九七一年九月，在其學生，也是臺灣大學地質系教授林朝棨的指導下，在菜寮溪挖出了犀牛化石的大部分骨骼，是臺灣所發現最完整的犀牛化石，並將它命名為「中國犀牛早坂氏亞種化石（Rhinoceros sinensis hayasaka）」，以紀念其恩師早坂一郎教授。這隻犀牛的學名除了有早坂一郎，為何還有「中國」兩字？因為這隻犀牛推定生存的年代距今約九十萬至四十五萬年前。那時臺灣與中國陸地相連，尚未有臺灣海峽，所以中國特有的大型動物才會跑到臺南左鎮山區來。

又，一九三三年早坂一郎曾發表〈高雄州に產したヒトデの化石について〉一文，研究臺灣巨帶蛤化石的分布與產狀。巨帶蛤（Loripes goliath）係一九二八年由東京帝國大學教授橫山又次郎所命名，早坂教授認為高雄壽山東南側採石場的巨帶蛤化石應採自一種特別堅硬的泥灰質結核，其化石產狀與在甲仙地區所見者相同，但其層位則介於化石珊瑚礁和基底泥岩交界處。早坂也在甲仙的化石採集剖面，發現巨帶蛤化石在泥灰岩結核中多量產出；泥灰岩略有岩脈外形，延伸入下方的砂質泥岩中，但其中無巨帶蛤化石；砂質泥岩中有許多大小不等，呈樹枝狀或棒狀的岩脈；伴隨巨帶蛤產出的其他化石數量相當稀少。最後，他根據巨帶蛤化石的產狀，推論其可能生存於某種特殊環境，而甲仙和高雄壽山很可能同屬相同，甚或相近的地質時期和環境。由於早坂一郎敏銳的觀察，對於臺灣西南部化石珊瑚礁的最初發育機制又多了一份了解。