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地層中的風景—猶如滿天星斗的南科史前遺址

南部科學園區連同其周邊新開發的臺南特定工業區及樹谷工業園區，目前已發現58處考古遺址，埋存的史前文化最早可溯及5000年前，包括大坌坑、牛稠子、大湖、蔦松、西拉雅及明清漢人等六個文化層，時間涵蓋近4500年，許多遺址還出現多個文化層互相疊置的現象。

為何南科地區的地層中，可以保存如此多樣的考古文化而且延續這麼長久的時間呢？所有的一切，就要從臺南地區特殊的地質背景說起。

蓬萊造山運動

臺灣島因蓬萊造山運動而形成，整座島嶼的隆起由北向南、由東向西逐漸推展，位於島嶼西南方的臺南記錄了臺灣島抬升史的最新歷程。臺南地區東起中央山脈，地勢由東到西逐漸降低，可區分成四個地質單元，分別為：內麓山帶、新化丘陵、臺南台地等全新世階地及海岸平原，每個單元的形成都伴隨著一條活動斷層的作用，由東向西依序為潮州斷層、旗山─平溪斷層、木屐寮─六甲斷層與新營─臺南斷層。

荖濃溪以東的中央山脈大約在300-250萬年前開始隆起，並且階段性向西推擠產生新生的山脈。譬如250萬年前開始活動的潮州斷層，讓甲仙─旗山地區隆起成所謂內麓山帶（inner foothill），而潮州斷層以西的新化丘陵（外麓山帶，outer foothill），當時還是汪洋一片，水深大約在50-300公尺（環境與現在臺灣西南外海相似）。這個深度的海水較少受到海水表面波浪的影響，沉積了大量細粒的泥質沉積物，形成所謂的「月世界泥岩惡地」。這些屬於外大陸棚半深海環境堆積的泥岩，常含有許多海洋生物的化石。

大約在距今160萬年以後，旗山─平溪斷層開始活動，南化丘陵一帶的海水深度也越來越淺，雖然仍以細粒的泥質沉積物為主，但是更新世以來反覆發生的冰河期，造成全球海水面的變化，讓這個地區曾經多次露出水面，從淺海的沉積環境變成潮間帶或是陸地沖積平原，所以偶而可以在砂岩的露頭發現生存於海岸環境的雙殼貝化石。

左鎮動物群的出現

約莫80-40萬年前，旗山─平溪斷層持續地活動，丘陵與平原不斷向西擴展，面積也逐漸擴大。許多生活在草原區的大型哺乳類動物，可能在冰河期海水面下降的期間（根據地質紀錄，在過去的100萬年期間，有50-70%的時間，臺灣海峽海水深度比現在低70公尺），橫越露出水面的臺灣海峽陸橋，從亞洲大陸遷移到臺灣，我們可以從左鎮地區崎頂層的地層中，發現有梅花鹿、早坂犀牛、劍齒象、猛獁象、水牛、老虎、野豬、臺灣四不像鹿等大型哺乳類動物，統稱為左鎮動物群。

80萬年前臺南地區地質環境示意圖，已有部分的西部麓山帶（內麓山帶）隆起為丘陵地。

展示於國立臺灣博物館的早坂犀牛複製骨架(引自維基百科)。

澎湖海溝動物群的出現

中洲斷層是全新世階地與海岸平原的界線，推估其開始活動的時間應在距今40萬年之後。斷層東側的泥岩區受到造山運動擠壓已隆起，形成今日的新化丘陵，西側則因地體的抬升及冰河期導致的海平面下降，有廣泛的淺海潮間帶及海岸平原交替出現。在寒冷的冰期間，許多來自北方亞洲大陸的大型動物，紛紛沿著臺灣海峽陸橋來到當時的臺南平原區避寒。我們在澎湖水道附近經常可以打撈到這個時代的大型哺乳動物遺骸，學界將之稱為「澎湖海溝動物群」。

末次冰期結束於1萬8千年前，當全球溫度逐漸上升，凍結在大陸內部的冰原融化成河水流入大海，海水面也隨之上升。到了一萬年前左右，海水面已經上升超過60公尺，把原來的臺南古平原都淹沒了，海岸線甚至逼近到丘陵地的前緣。失去生活空間與食物來源的大型哺乳動物，數量逐漸減少，終於在臺灣陸地上消失了，最後只剩下梅花鹿稱霸。這個現象可以從考古遺址出土的動物遺留，除了鹿骨以外，都是一些生活在丘陵地的山羌、野豬一類的動物得到佐證。

南科遺址猶如「滿天星斗」

全球海平面大約在6千年前達到今天的高度，不再上升，這時曾文溪帶來的沉積物逐漸將淺海填成平原，海岸線也逐漸向臺灣海峽的方向退去，我們同樣可以從南科考古遺址出土文物內容得到印證。5千年前的大坌坑文化遺址，出土許多雲母蛤製成的貝刀和生長於河口灣或是潮間帶的貝殼，推估大坌坑文化人應該生活在海岸附近。但到了3千多年前，臺南海岸線已經又向西移動，此時居住在南科地區的牛稠子遺址，貝類的遺留也變少了(註)，想來史前文化人生活的環境和海岸應該有一些距離。

根據地表的均夷作用，隆升的地形必然要接受地表的外營力的侵蝕，如果臺南地區持續受到造山運動的抬升擠壓，長期居住在南科地區的史前文化人所遺留的生活遺跡，應該也會因地表的均夷作用而被侵蝕殆盡。但是從考古的探坑發掘或是地質鑽探土芯資料，南科到處可以看到密如天上星斗，延續數千年的史前文化遺址。最早的大坌坑文化層甚至埋藏十幾公尺深的地底，這些跡象顯示南科地區應該位在相對下陷的沉積環境。

從臺南地區的活動斷層圖，南科地區正位於新營盲斷層的下盤，從文化層的深度推估，這裡的沉降速率大約每年2-4mm左右。正因為地層持續下陷，史前文化人生活的紀錄就被屢屢氾濫的曾文溪帶來的沉積物掩埋而保留下來。

註：資料引自臧振華主編之《南科的古文明》，國立臺灣史前文化博物館出版。

（本文作者為史前館南科館管理中心副研究員）