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蘭博電子報

030期-地質篇(四)~蘇澳冷泉

文 / 圖:江協堂(國立宜蘭大學講師)

蘇澳冷泉是國內最著名的冷泉風景區,主要原因是開發歷史悠久、水質清澈乾淨、水量豐富穩定以及交通便利。蘇澳冷泉開發已有百年歷史,早在日據時代,日本人就在冷泉溪旁建造許多冷泉浴室供人沐浴,冷泉溪岸邊也建造許多洗衣台、階梯等,婦女可站在溪水中或蹲在洗衣台、階梯上洗衣、洗菜,冷泉溪下游旁則設有一個水池可供孩童戲水或成人游泳。日據時代的冷泉水除了沐浴、洗滌外,也提供飲用,當時即有日本人開設一座汽水工廠,所製成的汽水稱為納姆內汽水,該汽水使用的瓶罐在開口處用一個彈珠塞住,飲用時必須將彈珠打入瓶內,舉罐喝汽水時,彈珠會卡在瓶頸凹陷處,現在大家都稱之為彈珠汽水。冷泉水經簡單過濾、殺菌處理後亦可直接生飲,入口後有一種咬舌頭的感覺,非常特別,以前有人稱之為神仙水。蘇澳冷泉的溫度終年維持在22℃左右,根據筆者測量蘭陽平原上二十多口水井之資料顯示,淺部在數十公尺以內的地下水水溫大都在22℃至25℃,因此與蘭陽地區地下水相比,蘇澳冷泉並無特別冷之處,然而22℃至25℃的泉水,在炎炎夏日感覺起來還是比較冰冷,這也許是蘇澳冷泉之所以被稱為冷泉的原因吧!然而蘇澳冷泉中含大量二氧化碳可製造汽水,則是蘇澳冷泉與其他地區冷泉差異最大的地方,也是蘇澳冷泉得以發展出冷泉文化的主要原因,這個地質條件跟當地岩石成分中的碳酸鈣以及岩石的裂隙構造有關。

一、地理位置和交通概況

圖1蘇澳冷泉位置
圖1蘇澳冷泉位置

 

蘇澳冷泉位於蘇澳鎮中心(圖1),整個冷泉區主要可分為阿里史冷泉(圖2)和冷泉公園(圖3)兩處,兩者均位於冷泉溪上(此段溪面已加蓋),相距不到兩百公尺,阿里史冷泉開發規模較小,有公共戲水池區和男女公共浴池,冷泉公園開發規模較大,有戲水池和家庭式沐浴池。

 

阿里史冷泉和冷泉公園距主要公路台九線都僅數十公尺,到訪蘇澳冷泉,可搭乘火車,從蘇澳火車站下車,往前走約一百多公尺,穿過台九線,即可看到蘇澳冷泉公園的入口,步行時間僅需約三分鐘,另從國5道終點站,左轉往濱海公路,經蘭陽隧道後,往右由台九線轉入市區,行約兩百公尺即可到達冷泉公園路口。若繼續沿台九線往前行,約百餘公尺可經過一座不太起眼的阿里史橋,橋的北側即是阿里史冷泉區,整個冷泉區的交通相當方便。

左圖:圖2阿里史冷泉 / 右圖:圖3冷泉公園
左圖:圖2阿里史冷泉 / 右圖:圖3冷泉公園

二、冷泉的分佈和化學特性

圖4蘇澳冷泉湧泉位置圖(紅色圓圈)
圖4蘇澳冷泉湧泉位置圖(紅色圓圈)

 

自然湧出的冷泉和二氧化碳分佈以冷泉溪的中下游為主,從阿里史橋以上約300公尺到與接近蘇澳溪會合處,全長約一公里(圖4湧泉位置),冷泉溪未加蓋前,沿溪兩岸有湧泉的地方可見公共浴池、洗衣台、階梯等,公共浴池內池水連通溪水,池水水面會隨溪水水面在雨季時,時高時低,冷泉水自浴池的地底下冒出流入冷泉溪(浴池池底鋪設鵝卵石),浴池內的水是流動的而且是不斷的更新循環,因此水質清澈,不會令人感到不適。除冷泉溪外,七星山山腳下加油站後方旁也有湧泉產出(位於民宅內),至於二氧化碳的分佈範圍則應該更廣,當地耆老表示,在下雨過後,沿鐵路可見氣泡不停從積水中冒出,水田、溝渠亦常見有冒泡現象,據此估計整個蘇澳市區應該都有二氧化碳自地底下冒出。

 

蘇澳冷泉的化學成分比較特別的地方是含較高的碳酸根離子和大量的二氧化碳氣體(表1,井位請參考圖4),若與一般溫泉的成分比較,陽明山火山區的溫泉含較高的硫酸根離子、知本和廬山等中央山脈變質岩的溫泉有較高的碳酸根離子,但所有的溫泉均無可觀的二氧化碳含量,蘇澳冷泉從一、二號探井化學成分可看出,二氧化碳的重量百分比濃度分別為0.25%和0.15%,以一號井為例,重量百分比濃度0.25%,表示1毫升冷泉,在一大氣壓、0℃標準狀態下可逸出1.3毫升的二氧化碳,如此高的含量,難怪蘇澳冷泉以前常有發生二氧化碳窒息意外。

表1蘇澳冷泉區各鑽井水樣化學分析(濃度單位:毫克/公升)(中央地質調查所陳肇夏先生)
表1蘇澳冷泉區各鑽井水樣化學分析(濃度單位:毫克/公升)(中央地質調查所陳肇夏先生)

三、蘇澳冷泉的成因及相關知識

圖5蘇澳冷泉形成之地質模式
圖5蘇澳冷泉形成之地質模式

 

冷泉的成因和溫泉差不多,首先要有豐富的地下水,其次是地下岩層要有裂隙,第三是地下水面有高度差使地下水能循環至地下深處,以便能獲得溫度和溶解大量的礦物質再回流至地表。蘇澳冷泉的來源為附近山區的地下水,蘇澳市中心周圍群山圍繞,下雨時山區的雨水滲入地底下,地底下的泉水受附近高山靜水壓力的作用,沿地層中發達的裂隙下滲到地下深處,再回流至冷泉溪、蘇澳溪等河谷低窪地區附近,形成多處自然的湧泉(圖5)。雖然地表冷泉水的溫度終年約保持22℃,但從水中二氧化矽含量推測,其源頭的溫度約80-90℃,從一號井和二號井的井內溫度梯度推測,本區域地溫梯度約38℃/100公尺(圖6),比一般正常的地溫梯度30℃/100公尺還高,以此地溫梯度估計冷泉水源頭深度約位於地下1500至2000公尺,高溫的泉水加上溶解大量的二氧化碳,泉水的密度變輕,促使其向地表湧流,泉水流近地表,與地表水混和,溫度、壓力逐漸降低,壓力降低的結果二氧化碳不斷自水中逸出,這是為什麼我們在冷泉中會看到氣泡不停的是水中冒出的原因,而溫度下降到最終的結果,與蘭陽平原地區淺部的地下水差不多,約22℃左右。

圖6蘇澳冷泉一、二號井溫度曲線,箭頭所示為主要出水之處(改繪自陳肇夏)
圖6蘇澳冷泉一、二號井溫度曲線,箭頭所示為主要出水之處(改繪自陳肇夏)

 

為什麼蘇澳冷泉裡會有大量的二氧化碳呢?這是因為蘇澳地區地底下的岩層含輕度變質的石灰岩(圖7地質圖),石灰岩的主要成分為碳酸鈣,碳酸鈣被分解後會放出二氧化碳,分解碳酸鈣的主要營力為地底下的熱,其基本化學反應式為碳酸鈣中的碳酸根被二氧化矽置換,碳酸鈣變成矽酸鈣並產生二氧化碳。地質學者推測數百萬至數千多萬年前,此區域可能是在一個淺水海域區,豐富的生物遺骸以及海水的蒸發作用容易造成碳酸鈣沈澱,在海床形成石灰岩層,碳酸鈣越積越厚,加上之後砂、泥等沈積物不斷的堆積,石灰岩層被埋的深度也越來越深,深埋的石灰岩受地底下高溫的作用,於是發生上述的化學反應。

 

蘇澳地區終年多雨,提供水量豐富且穩定的地下水,因此蘇澳冷泉開發至今甚少有水量不足的現象發生。蘇澳冷泉距海岸約700公尺至一公里(蘇澳港未填土整建前),在蘭陽平原海岸帶上,距海岸此範圍的區域大都有海水入侵的問題,但蘇澳冷泉的水質乾淨,並且可飲用,海水入侵陸地的距離應該不遠,推測主要原因可能有二:一是前面提及的地下水靜水壓力,從山區至河谷距離短,產生的坡度大,其壓力可能把地下淡水和海水的接觸帶,維持在海岸線附近;二是蘇澳地區居民並無大量使用地下水的習慣,因此一直保有穩定地下水量,海水不易入侵。地下海水的範圍到底多廣?深入蘇澳地區多遠?目前尚無相關研究報導,然而從一號井的水質分析(表1),其海水指標的氯離子和鈉離子含量將近二號井的10倍,蘭陽平原地區靠近海邊如頭城大福觀測井、壯圍公館觀測井等,氯離子含量分別都超過9000、600 ppm,據此推測,蘇澳地區地下海水的入侵可能在一號井東邊一帶,詳細位置需進一步資料確認。

 

由於冷泉中含有大量的二氧化碳氣泡,因此初下水時,雖然會有冰冷的感覺,但隨著氣泡凝結在身體上,身體也會漸漸跟著暖和起來,這是因為氣體是一個非常好的隔熱物質,當泡在水中的身體佈滿氣泡後,身體的熱量便不容易擴散到水中,水中的寒氣也不會侵入體內,因此不管夏天或冬天均可見民眾在冷泉中浸泡。

參考文獻

  • 經濟部水利署,2005,中華民國九十四年台灣水文年報。
  • 陳肇夏,1975,台灣溫泉成因與地熱探勘之我見,地質,第1卷,第2期。
  • 何春蓀 1999 普通地質學,國立編譯館(修訂第三版),751頁。