台灣邁向淨零碳排的路徑中，需要達成60%以上綠能替代率的目標，其中地熱能被視為繼太陽能與風能後，最為關鍵的轉型綠能來源。然而肇因於複雜的板塊作用，台灣絕大部分高地熱潛勢的場域都位處於變形劇烈、構造複雜的變質岩區，因此解析地下流體遷移與儲存的探勘策略，需要結合多重跨領域的工具，以完備各類地質資訊，並有助於建立正確與高精度的地質模型。
目前經常採行的手段工具，除了透過高昂成本的鑽探進行驗證外，尚包括了地表地質普查、地球物理測勘（地震、大地電磁）、地球化學解析，透過這些工具所獲得的成果，得以建構地下地質與流體的特徵、分佈，然而於鑽探驗證前，並無法進一步評估熱能的潛力。大自然提供了一個可能的材料—碳酸鹽礦物，輔助具象化地下流體的溫度。
碳酸鹽礦物廣佈於各種地質環境中，形成的方式除了由生物直接製造殼體之外，大都源自於流體中相關離子濃度相對於碳酸鹽礦物過飽和而產生沈澱，也因此使得碳酸鹽礦物能夠紀錄了沈澱時的流體特徵，讓我們從中擷取出許多關於流體的重要訊息，溫度便是其中之一。碳酸鹽礦物中碳與氧的穩定同位素組成，以12C與16O為主，分別佔碳與氧比例達98.89%與99.76%，其次則是13C與18O，而這些主要和稀有同位素在碳酸鹽中的相對含量，受控於碳酸鹽的形成溫度，量測碳酸鹽礦物中 13C-18O-16O 的豐度 (D47)，即可精確估算出的碳酸鹽礦物的形成溫度，也就是當時流體的溫度，這種溫度計被稱為「碳酸鹽叢集同位素溫度計」。相較於傳統的「碳酸鹽氧同位素溫度計」，需要比較碳酸鹽礦物和流體的氧同位素組成來估算溫度，因此在無法得知或假設流體成分的情況下無法使用，此時「碳酸鹽叢集同位素溫度計」只需要分析碳酸鹽礦物中多重稀有同位素取代分子的相對含量，即可得到溫度，在獲取溫度訊息後，還可以估算出流體的氧同位素組成，推測流體的來源，可謂一舉數得，大幅增進我們對於地下流體來源與遷移路徑的制約。
「碳酸鹽叢集同位素溫度計」的應用與發展受惠於近年來質譜技術的大幅躍進，得以精確的量測樣品中非常微量的13C-18O-16O分子豐度。台大海研所與地質系聯合管理之穩定同位素質譜儀實驗室，即具備分析這樣微量分子的能力，並應用於地熱場域、變質岩帶的大理岩、斷層帶（部分成果請參閱下方參考資料）。除此之外，實驗室也具備分析流體與氣體之化學組成與穩定同位素成分的多項技術，結合上述同位素溫度計，除了得以提供地熱潛勢場域探勘完整的地球化學資料，亦用於解析台灣造山帶深部流體與流域溫室氣體的收支，具備對於台灣本土自然作用碳盤查的能力與廣度。
參考資料 :
- Lu, Y.C., Song, S.R., Wang, P.L., Wu, C.C., Mii, H.S., MacDonald, J., Shen, C.C. and John, C.M. (2017) Magmatic-like fluid source of the Chingshui geothermal field, NE Taiwan evidenced by carbonate clumped-isotope paleothermometry. Journal of Asian Earth Sciences 149, 124-133.
- Lu, Y.C., Song, S.R., Taguchi, S., Wang, P.L., Yeh, E.C., Lin, Y.J., MacDonald, J. and John, C.M. (2018) Evolution of hot fluids in the Chingshui geothermal field inferred from crystal morphology and geochemical vein data. Geothermics 74, 305-318.