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海洋工程地質學的研究對象

發布時間: 2021-02-18 05:56:49

① 水文地質學的研究對象

水文地質學是一門研究地下水的科學。具體地說,它是研究地下水的賦存條件、形成條件、水量和水質時空的變化規律、水資源開發利用以及水與環境關系的一門科學。

隨著水文地質科學的發展,它的研究內容越來越廣泛,其主要研究對象可歸納為六個方面。

第一,地下水賦存條件。地下水和地表水最大的差別是地下水賦存於岩石的空隙中。因此,要了解地下水賦存條件(或者說埋藏、分布規律)就必須研究岩石的時代、成因、物理和化學性質、產出狀態、分布范圍、空隙性及構造破壞程度與次生改造作用等基礎地質條件。

第二,地下水資源形成條件及運動特徵的研究。即研究地下水的補給、徑流和排泄條件,以及地下水在天然和人為作用條件下的運動特徵與地下水資源評價方法。

第三,地下水的水質。地下水水質包括物理及化學性質兩方面。在化學性質方面主要研究地下水中的化學組分和微生物組分、水化學形成作用及人為活動對地下水水質的影響。在地下水的物理性質方面,從早期的單純對水溫、色、嗅、味等方面的研究,已擴展到對地下水放射性、地下水形成年齡等方面的深入研究。

第四,地下水動態規律的研究。地下水和其他地質礦產最大的區別之一,即是地下水的質與量均隨著時間而變化。因此,為揭示地下水的形成條件和更好地利用地下水資源並防治其有害作用,研究地下水的動態變化規律便是地下水研究的主要內容之一。

第五,地下水與環境的相互關系。由於地下水是地球環境不可分割的組成部分,因此研究地下水就必須研究它和環境之間的相互作用,包括地下水的存在和活動對環境產生的影響以及地下水在人類活動影響下所導致的種種環境問題和工程安全問題。

第六,地下水資源的開發利用、保護與科學管理。即研究人類在開發利用地下水資源的同時,又能使地下水資源的再生能力和水質狀態得到保護與改善,並取得最大的社會、經濟和環境效益。

② 海洋地質學的研究對象是什麼

海洋地質學是研究地殼被海水淹沒部分的物質組成、地質構造和演化規律的學科。研版究權內容涉及海岸與海底的地形、海洋沉積物、洋底岩石、海底構造、大洋地質歷史和海底礦產資源。它是地質學的一部分,又與海洋學有密切聯系,是地質學與海洋學的邊緣科學。海洋覆蓋面積約佔地球表面積的71%。它是全球地質構造的重要組成部分,也是現代沉積作用的天然實驗室。海底蘊藏著豐富的礦產資源,是人類未來的重要資源基地。海洋環境地質和災害地質直接關繫到人類的生產和生活。海洋地質調查還是海港建設、海底工程和海底資源開發的基礎。因此,海洋地質學具有重要的理論和實踐意義。

③ 地質學研究對象是什麼重點何在

地質學的研究對象是地球。地球包括固體地球及其外部的大氣。地質學與地理學的研究對象及其區別固體地球包括最外層的地殼、中間的地幔及地核三個主要的層圈。目前,主要是研究固體地球的上層,即地殼和地幔的上部。
地質學研究具有較強的地域性、歷史性和綜合性。只有根據足夠的實際資料,特別是根據足以充分說明空間和時間變化因素的豐富資料總結出來的地質學理論,才能有較廣泛的適用性。
地質學的這些特點,決定了一般的地質研究必須通過一定比重的野外實際調查,配合相應的室內研究。野外調查和室內研究,構成一次觀察、記錄(包括制圖)采樣、初步綜合、試驗分析、總結提高以至復查驗證的完整的地質研究過程。地質學研究在實質上都是對其研究對象的一次綜合性調查研究過程。
地質學的服務領域,一個重要方面是開發地球資源,其中有關礦產資源和新能源的研究,仍處於最重要的地位。同時,由於區域成礦研究的需要,將進一步加強區域地質的綜合研究,並促進地層學、古生物學、沉積學、構造地質學、地質年代學 ,以及區域岩漿活動研究、變質地質研究等向新的水平發展。 保障人類良好的生存環境、乾旱半乾旱地區和沼澤地區的水文地質問題,以及工程地質問題的研究將不斷擴大。環境地質學,包括環境地質調查研究,有關的微量測試技術和環境保護的地質措施等的研究日趨重要。
總之,地質學必須加強基礎研究,如礦物學、岩石學地層學、古生物學等具有奠基意義的學科的研究,以提高對各種地質體、地質現象及其形成、演化的認識。同時還要充分吸收和利用其他科學技術的新成果,包括社會科學的研究成果,以更全面、本質地認識地球歷史和構造,為科學的發展,為人類更合理、有效地開發和利用地球資源,維護生存環境,作出應有的貢獻。

④ 古海洋學的主要研究對象是什麼

古海洋學是20世紀70年代後產生的新學科,主要是把大洋水體的變遷作為研究對專象。在海屬洋系統中,依靠海洋沉積,研究過去海水與水團、海水化學和海洋生產力、生物地理等方面的演化規律,討論它們對全球大氣和大陸環境的影響。目前,國際古海洋學界正積極投入」全球變化」的研究,其研究的重點是探索人類活動以前或地球以外的全球自然環境變化的周期和趨勢。進入20世紀90年代以後,古海洋學已經被許多國際組織列為海洋地質學的重要內容。由於古海洋學本身固有的學科多,有跨學科性質,能建立探索機制模式等特點,與「全球變化」的總研究目標十分吻合,已成為「過去全球變化」、「全球海洋通量計劃」等核心研究項目的重要組成部分。

⑤ 水文地質學的研究對象有哪些

水文地質學主要研究地下水的分布、運動和形成規律,地下水的物理性質和化學成分,地下水資源評價、開發及其合理利用,地下水對工程建設和礦山開採的不利影響及其防治等。

在不同環境中地下水的埋藏、分布、運動和組成成分均不相同。查明上述各方面狀況,可為科學地利用或防治地下水提供根據。水文地質學對地下水的研究,著重自然歷史和地質環境的影響,同主要用水文循環和水量平衡原理研究地下水的地下水水文學關系密切,只是研究的側重點稍有不同。

隨著科學的發展和生產建設的需要,水文地質學又分為區域水文地質學、地下水動力學、水文地球化學、供水水文地質學、礦床水文地質學、土壤改良水文地質學等分支學科。水文地質學與地熱、地震、環境地質等方面的研究相互滲透,又形成了若干新領域,如環境水文地質學、地下水資源管理、同位素水文地質學等。

水文地質學的發展趨勢是:由主要研究天然狀態下的地下水,轉向更重視研究人類活動影響下的地下水;由局限於飽水帶的含水層,擴展到包氣帶及「隔水層」;由只研究地殼表層地下水,擴展到地球深層的水。

學習階段是循序漸進的,學完基礎理論後會延伸到各個需要學習的交叉階段。看教學大綱是怎樣安排的吧。

⑥ 工程地質學是以研究什麼為對象的一門自然科學

地球地質的發展及變化

⑦ 工程地質學的研究對象和任務

人類的工抄程建築活動襲實在地表或地殼淺部的一定地質環境中進行的,地質環境必然要對建築物的施工和建築物建成以後的正常使用發生不同程度的影響,而且,建築物的修建又必然對地質環境產生不同性質和不同程度的反作用。為了使所修建的建築物能夠正常地發揮預期的效益又造價低廉,而且不會對周圍的環境造成不良後果,在修建建築物之前,必須根據實際需要深入研究地質環境,預測和評價可能產生的,與建築物及其周圍環境有關的地質問題——工程地質問題,為建築物的設計和施工提供必要而充分的地質依據。工程地質問題是多種多樣的,在具體情況下可能出現何種問題及其對建築物和周圍環境的影響程度如何,取決於建築物特點和地質條件,
工程地質學就是研究工程建築物與地質環境相互作用而產生的工程地質問題的學科

⑧ 地質學的研究對象

地質學的研究對象是地球。地球包括固體地球及其外部的大氣。固體地球包括最外層的地殼、中間的地幔及地核三個主要的層圈。目前,主要是研究固體地球的上層,即地殼和地幔的上部。
地球的平均半徑為6371公里。其核心可能是以鐵、鎳為主的金屬,稱為地核,半徑約3400公里。在地核之外,是厚度近2900公里的地幔。地幔之外是薄厚不一的地殼,已知最厚處為75公里,最薄處僅5公里左右,平均厚度約35公里。
地核的內層是固體,也有科學家認為是在強大壓力下原子殼層已被破壞的超固體。外層是具有液體性質的物質,還推測有電流在其中運動,被認為是地球磁場的本原。外層的厚度約為2220公里。
地幔下部是含有較多金屬硫化物和氧化物的非晶體固體物質;地幔上部成份與橄欖岩大致相當;與地殼相接部分和地殼均具有剛硬的性質,合稱為岩石圈,厚度約為60~120公里;在岩石圈之下為一層具有可塑性、可以緩慢流動、厚度約為100公里的軟流圈。
地殼表面的海洋、湖泊、河流等水體約佔地表總面積的74%。成液態的地表水與凍結在兩極地區和高山上的冰川,以及土壤、岩石中的地下水,組成地球的水圈。
地球的外層是大氣圈。大氣主要集中於高度不超過16公里的近地面中,成份以氮和氧為主。離地越遠,大氣越稀薄,而且成份也有變化。在100公里外,大氣逐漸不能保持分子狀態,而以帶電粒子的形態出現,其稀薄程度超過人造的真空。帶電粒子受到地球磁場的控制,形成能夠阻擋來自太陽和宇宙帶電粒子流沖擊的電磁層。
地球的水圈和大氣圈通過水的蒸發、凝結、降水和氣體的溶解、揮發等方式互相滲透和影響。固體的地球界面上下,是大氣和水活動的場所。岩石圈的物質也不斷運動,並通過火山噴發的形式進入水圈和大氣圈。地球各圈層的相互作用不斷改變著地球的面貌。
地球的這些圈層,是由於其組成物質的重力差異作用而逐漸形成的。地球上的任何質點均受到地球引力和慣性離心力的作用,這兩種力的合力就是重力。地球表面重力吸住了大氣和水,並對他們的運動產生了影響。
礦物和岩石
在地球的化學成分中,鐵的含量最高(35%),其他元素依次為氧(30%)、硅(15%)、鎂(13%)等。如果按地殼中所含元素計算,氧最多(46%),其他依次為硅(28%)、鋁(8%)、鐵(6%)、鎂(4%)等。這些元素多形成化合物,少量為單質,它們的天然存在形式即為礦物。
礦物具有確定的或在一定范圍內變化的化學成分和物理特徵。組成礦物的元素,如果其原子多是按一定的形式在三維空間內周期性重復排列,並具有自己的結構,那麼就是晶體。晶體在外界條件適合的時候,其形態多表現為規則的幾何多面體,但這種情況很少。
礦物在地殼中常以集合的形態存在,這種集合體可以由一種,也可以由多種礦物組成,這在地質學中被稱為岩石。
地球中的礦物已知的有3300多種,常見的只有20多種,其中又以長石、石英、輝石、閃石、雲母、橄欖石、方解石、磁鐵礦和粘土礦物最最多,除方解石和磁鐵礦外,它們的化學成分都以二氧化硅為主,石英全為二氧化硅組成,其餘則均為硅酸鹽礦物。
由硅酸鹽溶漿凝結而成的火成岩構成了地殼的主體,按體積和重量計都最多。但地面最常見到的則是沉積岩,它是早先形成的岩石破壞後,又經過物理或化學作用在地球表面的低凹部位沉積,經過壓實、膠結再次硬化,形成具有層狀結構特徵的岩石。
在地殼中,在大大高於地表的溫度和壓力作用下,岩石的結構、構造或化學成分發生變化,形成不同於火成岩和沉積岩的變質岩。火成岩、沉積岩、變質岩是地球上岩石的三大類別。火成岩中的玄武岩、花崗岩是地球中最具代表性的岩石,是構成大陸的主要岩石。形成時代最早的花崗岩,年齡達39億年,而玄武岩是構成海洋所覆蓋的地殼的主要物質,均比較「年輕」,一般不超過2億年。
地層和古生物
地層是以成層的岩石為主體,隨時間推移而在地表低凹處形成的構造,是地質歷史的重要紀錄。狹義的地層專指已固結的成層的岩石,有時也包括尚未固結成岩的鬆散沉積物。依照沉積的先後,早形成的地層居下,晚形成的地層在上,這是地層層序關系的基本原理,稱為地層層序律。
地層在形成以後,由於受到地殼劇烈運動的影響,改變原來的位置,會產生傾斜甚至倒轉,但只要能查明其形成和變形的時間,仍可以恢復其原始的層序。在同一時間,地球上各處環境不同,在不同環境中形成的地層各有特點。在地表的隆起部位,不僅不能形成新的地層,還會因受到剝蝕而使已經形成的地層消失。
因此,地層學是研究各地區地層的劃分,確定地層的順序和相鄰地區地層在時間上的對比關系的專門學科。它是地質學的基礎,也是地質學中最早形成的學科。
古生物是指在地質歷史時期,在地球上生存過的各類生物,一般已經絕滅,它們的少量遺體和遺跡形成化石保存在地層中。通過研究這些化石,可以了解地質歷史上生物的形態、構造和活動情況。
對各種古生物進行分類,可以認識生物的演化關系;依據地層中所含化石,可以斷定地層的層序,生物演化的不可逆性和階段性,使這種判斷具有可靠的根據;古生物的分布和生活習性,還反映出當時地理環境的特點。古生物的研究是地質學也是生物學的重要組成部分。
地質構造和地質作用
地球表層的岩層和岩體,在形成過程及形成以後,都會受到各種地質作用力的影響,有的大體上保持了形成時的原始狀態,有的則產生了形變。它們具有復雜的空間組合形態,即各種地質構造。斷裂和褶皺是地質構造的兩種最基本形式。
地球的岩石圈,已經並還在發生著全球規模的板塊運動。板塊構造學是二十世紀地質學對地質構造及地質作用的新認識。其基本內容是,岩石圈是地球中最剛硬的部分,它飄浮在地幔中具有塑性、局部熔融、密度較大的軟流圈之上。岩石圈中存在著許多很深很大的斷裂,這些斷裂把岩石圈分割成被稱為板塊的巨大塊體,全球可分為六大板塊。
一般認為,主要是地球內部熱的不均勻分布引起了物質對流運動,使岩石圈破裂成為板塊。板塊形成後繼續運動,發生分離、碰撞等事件。地幔中的熔融物質沿板塊間的拉張斷裂帶擠入,並不斷向斷裂兩側擴展,形成新的洋殼,而部分板塊則隨著載荷它的軟流圈物質向下移動而消失於地幔之中。
板塊運動被認為是使地殼表層發生位置移動,出現斷裂、褶皺以及引起地震、岩漿活動和岩石變質等地質作用的總原因,這些地質作用總稱為內力地質作用。內力地質作用改變著地殼的構造,同時為地貌的形成打下基礎。
地質作用強烈地影響著氣候以及水資源與土壤的分布,創造出了適於人類生存的環境。這種良好環境的出現,是地球大氣圈、水圈和岩石圈演化到一定階段的產物。地球形成的初期,大氣圈和水圈的成分、質量都和現代大不相同。例如,大氣曾經歷以二氧化碳為主的階段,海水是約在10億年前才具有今天的含鹽度,生物最早出現在地球形成約10億年以後等等。
地質作用也會給人帶來危害,如地震、火山爆發、洪水泛濫等。人類無力改變地質作用的規律,但可以認識和運用這些規律,使之向有利於人的方向發展,防患於未然。如預報、預防地質災害的發生,就有可能減輕損失。中國在古代就有「束水攻沙」,引黃河水灌溉淤田壓鹼等經驗,是利用河流的地質作用取得成功的例子。

⑨ 海洋科學的研究對象

在太陽系的行星中,地球處於「得天獨厚」的位置。地球的大小和質量、地球與太陽的距離、地球的繞日運行軌道以及自轉周期等因素相互的作用和良好配合,使得地球表面大部分區域的平均溫度適中(約15℃),以致它的表面同時存在著三種狀態(液態、固態和氣態)的水,而且地球上的水絕大部分是以液態海水的形式匯聚於海洋之中,形成一個全球規模的含鹽水體──世界大洋。地球是太陽系中惟一擁有海洋的星球。因此,我們的地球又稱為「水的行星」。
全球海洋總面積約3.6億平方公里,約佔地表總面積的71%,相當於陸地面積的2.5倍。全球海洋的平均深度約3800米,最大深度11034米,太平洋、大西洋和印度洋的主體部分,平均深度都超過4000米。全球海洋的容積約為13.7億立方公里,相當於地球總水量的97%以上。假設地球的地殼是一個平坦光滑的球面,那麼地球便成為一個表面被2600多米深的海水所覆蓋的「水球」。世界海洋每年約有50.5萬立方公里的海水在太陽輻射作用下被蒸發,向大氣供應87.5%的水汽。每年從陸地上被蒸發的淡水僅有7.2萬立方公里,約佔大氣中水汽總量的12.5%。從海洋或陸地蒸發的水汽上升凝結後,又作為雨或雪降落在海洋和陸地上。陸地上每年約有4.7萬立方公里的水在重力的作用下,或沿地面注入河流,或滲入土壤形成地下水,最終注入海洋,從而構成了地球上周而復始的水文循環。
海水是一種含有多種溶解鹽類的水溶液。在海水中,水佔96.5%左右,其餘則主要是各種各樣的溶解鹽類和礦物,還有來自大氣中的氧、二氧化碳和氮等溶解氣體。世界海洋的平均含鹽量約為3.5%。而世界大洋的總鹽量約為48×1015噸。假若將全球海水裡的鹽分全部提煉出來,均勻地鋪在地球表面上,便會形成厚約40米的鹽層。目前在海水中已發現的化學元素超出80種。組成海水的化學元素,除了構成水的氫和氧以外,絕大部分呈離子狀態,主要有氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀、溴、碳、鍶、硼、氟等11種,它們占海水中全部溶解元素含量的99%;其餘的元素含量甚微,稱為海水微量元素。溶解於海水中的氧、二氧化碳等氣體,以及磷、氮、硅等營養鹽元素,對海洋生物的生存極為重要。海水中的溶解物質不僅影響著海水的物理化學特徵,而且也為海洋生物提供了營養物質和生態環境。海洋對於生命具有特別重要的意義。海水中主要元素的含量和組成,與許多低等動物的體液幾乎一致,而一些陸地高等動物甚至人的血清所含的元素成分也與海水類似。研究證明,地球上的生命起源於海洋,而且絕大多數動物的門類生活在海洋中。在陸地上,生物集中棲息在地表上下數十米的范圍內;可是在海洋中,生物棲息范圍可深達1萬米。因此,研究生命起源的學者把海洋稱作「生命的搖籃」。
海洋作為地球水圈的重要組成部分,同大氣圈、岩石圈以及生物圈相互依存,相互作用,成為控制地球表面的環境和生命特徵的一個基本環節,並具有下面一些特徵:
第一,海洋是大氣-海洋系統的重要組成部分。由於水具有很高的熱容量,因此世界海洋是大氣中水汽和熱量的重要來源,並參與整個地表物質和能量平衡過程,成為地球上太陽輻射能的一個巨大的儲存器。在同一緯度上,由於海陸反射率的固有差異,海面單位面積所吸收的太陽輻射能約比陸地多25~50%。因此,全球大洋表層海水的年平均溫度要比全球陸地上的平均溫度約高10℃。由於太陽輻射能在地球表面上分布的固有差異,赤道附近的水溫顯著地高於高緯度海區,因此,在海洋中導致暖流從赤道流向高緯度、寒流從高緯度流向赤道的大尺度循環。從而引起能量重新分布,使得赤道地區和兩極的氣候不致過分懸殊。海面在吸收太陽輻射能的同時,還有蒸發過程。海水的汽化熱很高,蒸發時便消耗大量熱量。反之,在水汽受冷凝結時又會釋放出相同的熱量。因此,海水的蒸發既是物質狀態的轉化,也是能量狀態的轉化。海面蒸發產生的大量水汽,可被大氣環流及其他局部空氣運動攜帶至數千公里以外,重新凝結成雨雪降落到所有大陸的表面,成為地球表面淡水的源泉,從而參與地表的水文循環,參與整個地表的物質和能量平衡過程。由此可見,海洋對全球天氣和氣候的形成,以至地球表面形態的塑造都有深遠的影響。
全球尺度的海洋-大氣相互作用,不僅可以在幾個月、幾年內對地球上氣候帶來影響,而且可以在漫長的地質時期中導致顯著的氣候變異。地球表面的水,除海水以外,約有2%被束縛在固體水(冰)中,這也就是今天的南極洲和格陵蘭等冰川。海洋-大氣相互作用和氣候演變,可以通過海平面的高度和冰川體積的變化顯示出來。地質學研究表明,在地球最近所經歷的10億年中,地球表面的水量是近似恆定的。由此可以推知,假若現代冰川全部融化則海平面將升高約60米。這對於人類無疑將是一場巨大的災難。事實上,在地質時期中,曾出現過大陸冰川發展和融化的多次交替,每次交替都影響地球的氣候、大氣環流和水文循環,引起生物的大調整。據地質學和古地理學的考察,在第四紀最大的冰期中,冰川的體積3倍於現代冰川,海平面則平均低於現代海平面約130米,露出了大部分大陸架。基於這些觀測事實,目前對地球氣候長期變異過程已建立多種「冰川-海洋-大氣」系統的相互作用模型,並從數值上模擬出接近觀測事實的結果。這種模擬結果大體同根據更新世地質、古地理資料復原的氣候演變相符。第二,海洋是地球表面有機界與無機界相互轉化的一個重要環節。地球上存在著一個很薄的「生物圈」,它集中在地球表面三種形態的水的交界面附近。地球上這個有生命的物質圈層之所以能夠產生、進化並延續下去,是依靠大規模的物質和能量轉化以及有機物質和無機物質的相互轉化。而這些物質和能量的循環與轉化過程的方式和強度,在迄今已知的星球中也是獨一無二的。否則,我們賴以生存的地球將如同已知沒有發現生命現象的星球一樣,只能是一個死寂的世界。
海洋中的動物約16~20萬種,植物約1萬多種。海洋中的生物,如同整個生物圈中的生物一樣,絕大多數直接地或間接地依賴於光合作用而生存。在地球上,植物的光合作用能將無機物直接轉化為有機物,從而將太陽輻射能轉化為化學能。動物是不進行光合作用的,基本上依賴於消耗植物(直接或間接)而生存繁衍。假若植物的光合作用過程一旦中止,則絕大多數的動物就有滅絕的可能。這樣,由海洋光合植物、食植性動物和食肉性動物逐級依賴和制約,組成了海洋食物鏈。在這鏈的每一個環節,都有物質和能量的轉化,包括真菌和細菌對動植物屍體的分解作用,把有機物轉化為無機物。於是,由植物、動物、細菌、真菌以及與之有關的非生命環境組成一個將有機界與無機界聯系起來的系統,即通常所說的海洋生態系。這個系統的狀態,通常可用兩類指標來描述:一類是靜態指標,如生物量等;另一類是動態指標,如生產力等。根據有的學者估算,海洋的總生物量約為3×1010噸,只有陸地總生物量的1/200左右,如按乾重計算則僅相當於陸地總生物量的1/350。但是,就生產率而論,海洋卻同陸地大體相當(海洋為4.3×1011噸/年,陸地為4.5×1011噸/年);更值得注意的是,海洋有機物質的相對生產率(即生產力與生物量之比值)遠高於陸地,兩者之比相差200多倍。這是因為海洋中有機物質的生產者主要是單細胞生物,而陸地上有機物質的生產者主要是多細胞生物。
第三,海洋作為一個物理系統,其中發生著各種不同類型和不同尺度的海水運動和過程,對於海洋中的生物、化學和地質過程有著顯著的影響。海水運動按其成因,大致分為:①海水密度變化產生的「熱鹽」運動,如海面蒸發、冷卻和結冰,以及海水混合等,使海水密度增大而下沉,並下沉至與其密度相同的等密度面或海底作水平運動;②海面風應力驅動形成的風生運動,如風海流和風生環流等;③天體引力作用產生的潮汐運動;④海水運動速度切變產生的湍流運動;⑤各種擾動產生的波動,如風浪、慣性波和行星波等。而海洋中的各種物理過程,通常除了按其物理本質分為力學、熱學、聲學、光學和電磁學等過程以外,一般按其特徵空間尺度(或特徵波數,主要是水平特徵空間尺度或波數)和特徵時間尺度(或特徵頻率),大致分為小尺度過程、中尺度過程和大尺度過程。其中,小尺度過程主要包括:小尺度各向同性湍流,海水層結的細微結構、聲波、表面張力波、表面重力波和重力內波;中尺度過程主要包括:慣性波、潮波、海洋鋒、中尺度渦或行星波;大尺度過程主要包括:海況的季節變化、大洋環流、海水層結的緯向不均勻性和熱-鹽環流等。
海洋是生物的生存環境,海水運動等物理過程會導致生物環境的改變。因此,不同的流系、水團具有不同的生物區系和不同的生物群落。海水運動或波動是海洋中的溶解物質、懸浮物和海底沉積物搬運的重要動力因素,因此,海洋中化學元素的分布和海洋沉積,以及海岸地貌的塑造過程都是不能脫離海洋動力環境的。反過來,海水的運動狀況也與特定的地理環境、化學環境有關。這就是海洋自然環境的統一性的具體表現。
第四,大洋地殼作為全球地殼的一個結構單元,具有不同於大陸地殼的一系列特點。陸殼較輕、較厚,比較古老;洋殼較重、較薄(缺失花崗岩層),相對年輕。在地殼的均衡作用下,陸殼質輕而浮起,洋殼質重而深陷。地球之所以存在著如此深廣的海洋,是與洋殼的物質組成有關的。
由於海水的覆蓋,海底地殼是難以直接觀察的。近半個世紀以來,深海考察發現了海洋中有深度超過萬米的海溝,長達上千公里的斷裂帶以及眾多的海山;而給人印象最深的是存在著一條環繞全球、縱貫大洋盆地、延伸達80000公里的水下山脈體系。這條水下山脈縱貫大西洋和印度洋的洋盆中部,所以稱為大洋中脊。在大洋中脊頂部發育有一條被斷裂帶錯開的縱向的大裂谷,稱為中央裂谷。
和大陸地殼相比較,大洋地殼缺乏陸上那種擠壓性的褶皺山系。巨大的大洋中脊主要由來自熾熱的地球深處的玄武岩所組成。觀測和研究表明,大洋中脊的裂谷是地殼最薄弱之處。這里有頻繁的地震、火山活動和極高的熱流值,地球內部熾熱的熔岩通過這個薄弱帶不斷湧上來,冷卻後凝結成新的洋底地殼,並向兩側擴張。擴張速度可達每年1~16厘米。這種擴張過程迄今仍在繼續。這條全球性的大洋中脊和裂谷系以及海溝等構造活動帶把全球岩石圈分成六大板塊(歐亞板塊、非洲板塊、印度板塊、南極洲板塊、美洲板塊和太平洋板塊)和許多小板塊。板塊是位於地球軟流層上的剛性塊體,板塊的邊界是構造運動最活躍的地方,而板塊之間的相對運動則是全球構造運動的基本原因。
在板塊的分離、漂移和聚合作用下,海陸位置不時變動。在地質歷史上,大陸曾反復裂離和聚合,大洋則屢經張開和關閉。2億年前,地球上只有一個超級大陸和超級大洋,當時還沒有大西洋和印度洋。近2億年來,大西洋和印度洋從無到有,從小到大,而太平洋卻在不斷地收縮。在一個表面積基本不變的地球上,一些大洋的張開必然伴隨著另一些大洋的縮小或關閉。海洋是個非常古老的地質體,海水的年齡可以遠溯至前寒武紀。但大洋地殼是一邊生長,一邊俯沖,處於不斷更新的過程。現代洋殼的年齡不到2億年。古老的海水與年輕的洋底共存,應當說是海洋系統的一個重要特點。
20世紀70年代以來,海洋學者乘坐潛水器考察大洋中脊和裂谷,發現從裂谷底噴湧出來的熱泉。原來,冷海水沿裂隙滲入熾熱的新生洋殼內部,變成熱海水,熱海水和洋殼玄武岩之間發生強烈的化學反應。玄武岩中的鐵、錳、銅、鋅等被淋濾出來進入熱海水,從而噴出富含金屬的熱泉。由河流帶入海洋中的鎂、硫酸根,在上述過程中也大部分被中脊軸部的洋殼所吸收。據估計,沿著80000公里長的大洋中脊只需800~1000萬年,與世界海洋等量的海水就可以經過脊軸洋殼循環一遍。這對於海水化學成分的演化,不能不產生十分深遠的影響。
總之,海洋中發生的各種自然過程,在不同程度上同大氣圈、岩石圈和生物圈都有耦合關系,並且同全球構造運動以及某些天文因素(如太陽黑子活動、日-地距離、月-地距離、太陽和月球的起潮力等)密切相關,這些自然過程本身也相互制約,彼此間通過各種形式的物質和能量循環結合在一起,構成一個具有全球規模的、多層次的海洋自然系統。正是這樣一個系統,決定著海洋中各種過程的存在條件,制約著它們的發展方向。海洋科學研究的目的,就在於通過觀察、實驗、比較、分析、綜合、歸納、演繹以及科學抽象方法,去揭示這個系統的結構和功能,認識海洋中各種自然現象和過程的發展規律,並利用這些規律為人類服務。

⑩ 海洋地質學是研究什麼的學科

海洋地質學是研究地殼被海水淹沒部分的物質組成、地質構造和演化規律的學科。研究內容回涉及海岸答與海底的地形、海洋沉積物、洋底岩石、海底構造、大洋地質歷史和海底礦產資源。它是地質學的一部分,又與海洋學有密切聯系,是地質學與海洋學的邊緣科學。海洋覆蓋面積約佔地球表面積的71%。它是全球地質構造的重要組成部分,也是現代沉積作用的天然實驗室。海底蘊藏著豐富的礦產資源,是人類未來的重要資源基地。海洋環境地質和災害地質直接關繫到人類的生產和生活。海洋地質調查還是海港建設、海底工程和海底資源開發的基礎。因此,海洋地質學具有重要的理論和實踐意義。

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