總結海洋地質作用包括哪些內容
A. 海洋的作用有哪些
海洋的地質作用
陸源物質等。有時發育於大陸坡的濁流沉積可延入深海平原海水運動、海水中溶解物質的化學反應和海洋生物對海岸、海底岩石和地形的破壞和建造作用的總稱。海洋地質作用包括海蝕作用、搬運作用和沉積作用。海水的運動方式主要是波浪、潮汐、洋流和濁流。這 4種海水運動是海洋地質作用的重要的機械動力。由於海水深度和海底地形的影響,它們在海洋中構成了不同的水動力帶。海水較淺的濱海帶和大陸架是波浪和潮汐為主的水動力帶,在波浪影響不到的大陸坡和深海盆地,是洋流和濁流的水動力帶。這 4種機械動力都能產生海蝕作用、搬運作用和沉積作用。機械海蝕作用是海水運動時的水力沖擊(也叫沖蝕)和海水挾帶的碎屑產生的磨蝕對海岸和海底的破壞作用。海水機械搬運的方式有 3種:①推移,粗大的碎屑沿海底滾動和滑動;②躍移,較粗的碎屑間歇地跳躍式移動;③懸移,細小碎屑懸浮在水中移動。這 3種方式隨水動力的強弱和碎屑粒徑大小而變化。有時3種方式同時存在,有時推移和躍移並存,或者僅有懸移。當海水機械動力消失時,即發生沉積作用。機械沉積作用遍布海洋各處,但以大陸架和大陸坡上的沉積量最多。 水的化學作用主要是對可溶性岩石的溶解作用(也叫溶蝕),以及海水中溶解物質的化學反應在海底上形成沉積物的作用。
海洋中的生物不僅數量大而且種類多,在不同深度的海水中都有生物繁殖,但以大陸架上的海水中最為繁盛。海洋生物的地質作用主要指生物的遺體在海洋底上的沉積作用。
海洋的3種地質作用中,海蝕作用在濱海地區最顯著而強烈,廣闊的海洋盆則以沉積作用為主。海洋約佔地球表面積的71%,是地球上最大的沉積場所,沉積物的數量大,種類多。現代大陸上大部分地區都有不同地質時期的古海洋沉積物。研究海洋的地質作用,特別是海底沉積物,對了解地球發展史、開發利用海底礦產資源都十分重要。 波浪的地質作用 波浪(也稱海浪)是由於風的摩擦,海水有規律的波狀起伏運動。波浪的大小與風力強弱、風勢久暫和海面開闊程度有關。通常波浪的波長自數十厘米至數百米,波高自數厘米至十餘米不等。水質點的波動振幅和與此相關的能量,均隨水深增加而衰減。它們在水深為半個波長處已大為減小,因此,通常將半個波長的深度看作是波浪影響的下限。在水深小於半個波長的淺水區,波浪受海底摩擦而變形以至破碎,變為激浪,形成復雜的近岸流系,稱激浪流。激浪流的沖擊力可達9.80665×104帕至29.41995×104帕。當波浪運動方向與海岸直交時,產生與海岸垂直的進流和退流;當波浪運動方向與海岸斜交時,由於波浪的折射而產生與海岸平行的沿岸流。波浪及其在不同情況下衍生的各種波浪流是淺水區的重要動力。激浪流可直接破壞海岸。當海水滲進岩石裂縫,壓縮空氣,空氣的膨脹力便加劇了岩石崩裂。激浪流攜帶的碎屑還是磨損岩石的工具。海浪對海岸、海底岩石的上述機械破壞作用叫作沖蝕作用。沙、礫隨海浪運動就是海浪的搬運作用。波浪的沖蝕作用與搬運作用常常同時出現。當海浪水動力減小時,被搬運物即沉積。
在波浪沖蝕岩岸時,最先在貼水處形成海蝕凹槽。凹槽擴大,上部崩坍,形成海蝕崖。海岸後退一段距離。隨著陡崖後退,海蝕凹槽的底部擴大為向海微傾斜的平台,叫海蝕平台。海面下降或陸地上升,海蝕平台出露海面而呈現的階梯狀地帶,稱海蝕階地。海蝕平台在波浪作用下,坡度漸緩,一旦海浪的能量不能沖擊海岸而分散消耗在摩擦上,海浪對海岸帶海底岩石的破壞力趨於零。這時的海岸帶橫剖面叫海岸平衡剖面。由於構成海岸的岩石及構造的差異,抗蝕能力 不同,沖蝕作用還可以形成海蝕洞穴、橋、柱等地形。
在平緩的沙岸,海浪主要是以進流和退流或沿岸流對沙、礫進行搬運和沉積。進流沿海灘向陸地前進,進流動力耗盡後,退流在重力作用下沿斜坡向海退去。進流將沙、礫帶上岸,部分較粗的停留在海浪到達的終點,部分較細的又隨退流向海移動。碎屑在進流、退流往返搬運中,不斷地磨圓、分選。海水動力消失時,它們就沿海岸堆積為礫灘、沙灘以及水下沙堤。沿岸攜帶的碎屑以沙為主,作大致平行海岸的縱向運動。這種縱向運動在水深 4米左右處最為活躍。其速度取決於多種因素,通常隨波浪增強和搬運物粒徑減小而增大,並當波浪運動方向與海岸以45°的角度相交時最快。沿岸流若遇海灣,流速減低,泥沙在灣口處沉積,形成一端與陸地相連的沙嘴等地形。沙嘴加高伸長,可以形成濱海帶的障壁,在內側形成與外海半隔絕的舄湖。
潮汐的地質作用 海水在月球和太陽的引潮力作用下所發生的周期性漲落運動稱潮汐,與周期性升降同時發生的海水水平運動稱潮流。潮汐改變著激浪帶的范圍,增強或減弱海岸帶的海蝕作用。潮流在平坦的粉沙、淤泥質海岸可影響到相當寬的范圍。潮流攪動泥、沙,沖刷海灘,刻蝕出細長的潮水溝。在狹窄的海峽和河口段,潮高激增,流速加大。落潮時,潮水奔騰而下,將峽底或河口底的泥沙挖掘起來搬運入海。
洋流的地質作用 海水沿固定途徑的大規模流動叫洋流或海流。表層洋流主要由風及海水密度差引起,水層厚度一般不超過100米;深層洋流主要與海水的密度有關。洋流的速度一般不超過0.5~1.5米/秒,且隨水深增加而變小,由此構成水深不同流速各異的所謂等深流。洋流的地質作用主要是將淺海的粉沙、粘土等懸浮物質緩慢地搬運到深海沉積。等深流的流速差異和搬運能力差異影響著其搬運物的粒徑大小和搬運方式。加上搬運物沉積速率大小不同,以及紊流的出現等,所有這些因素決定著洋流搬運的距離。
濁流的地質作用 濁流是一種含大量懸移質,主要靠自重沿海底斜坡呈片狀向下流動的高密度海流。濁流具有極強大的搬運力,流速達3米/秒的濁流能搬運重達30噸的岩塊。大陸坡堆積大量飽含水的軟泥和鬆散碎屑物,這些軟泥在暴風浪、潮流、海底地震等外界因素的誘發下,易於液化並沿斜坡向下流動。因此,濁流多半起源於大陸架外緣或大河口外緣。濁流沿大陸斜坡向深海平原運動時,刻蝕出狹窄而底深壁陡的深海峽谷。濁流出峽谷到達深海平原時,速度驟降,將大量碎屑物質堆積下來,形成長條形或舌狀沉積體或扇形地,叫濁積扇。濁流沉積物由典型的陸源碎屑組成,夾有淺海的生物遺體,具分選性和層理。
海底沉積物 海洋沉積物可分為機械的、化學的和生物的3種類型。整個海洋底都有沉積物,但以大陸架上的沉積物數量大、種類多。大陸架是海洋中最重要的沉積區域。海洋沉積物質主要是由河流、風等帶入海洋的碎屑物質,其次是生物遺體、微生物分解物質等有機質成分。此外,沉積物中還有少量的由火山噴發墮入海中的火山灰,以及來自宇宙空間的隕石和宇宙塵粒等。海洋沉積物與海洋沉積環境密切相關。一般按不同海水深度的海洋沉積環境將海洋沉積物分為:濱海帶(高潮線與低潮線之間水域)沉積物、淺海帶(低潮淺~ 200米深水域)沉積物、半深海(200~ 2500米水域)沉積物和深海(水深大於2500米的水域)沉積物。
①濱海帶沉積物。主要是分布在海灘、潮灘地帶的機械碎屑,即不同粒度的沙、礫石和生物骨骼、殼體的碎屑等。在乾旱氣候下的□湖中,因蒸發作用可以形成岩鹽、石膏和鉀鹽等化學沉積物;在潮濕氣候條件下,□湖可變成濱海沼澤,堆積大量成煤物質。
②淺海帶沉積物。淺海帶占海洋面積的25%,但這一海域的沉積物卻占海洋全部沉積物的90%。淺海沉積物有3類:碎屑沉積物主要是沙質級的,由於波浪隨海深的增加而減弱,所以碎屑沉積物的粒徑一般是從淺水往深水變小。但是因潮流、洋流,以及海底的起伏和大陸的剝蝕強度等的影響,現代的淺海帶的沉積物的粒度,並非都是近岸粗,遠岸細。生物沉積主要是生物遺體形成的沙和泥,它們成分主要為碳酸鈣質。在熱帶、亞熱帶的溫暖海洋中,還有以珊瑚骨骼為主,其他生物的骨骼和殼體為輔所構成的生物礁堆積,叫珊瑚礁。化學沉積物主要是來自大陸的鐵、錳、鋁、硅的氧化物和氫氧化物的膠體,與海水電解質相遇時,絮凝成鮞狀或豆狀的沉積物。
③半深海帶沉積物。通常以陸源泥為主,可有少量化學沉積物和生物沉積物。在濁流和海底地滑發育區,可有來自淺海的粗碎屑物,局部地段可見冰川碎屑和火山碎屑。大陸坡上分布最廣的沉積物是形成於還原環境中的藍色軟泥;分布於熱帶、亞熱帶海岸大河口外的紅色軟泥和發育於大陸架與大陸坡接壤地帶的綠色軟泥。
④深海沉積物。通常以浮游生物遺體為主,而極少陸源物質。沉積速率極為緩慢。深海區生物源沉積物通常為各種生物軟泥;包括硅藻軟泥和放射蟲軟泥的硅質軟泥;包括有孔蟲(又稱抱球蟲)軟泥、翼足類軟泥和顆石軟泥的鈣質軟泥。此外,還有深海褐色粘土和少量。
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海洋與大氣的交互作用
海洋與大氣之間的關系相當密切,因為兩者不但都是流體,而且彼此直接接觸。
大氣對海洋的影響
大氣密度和比熱較海水小,所以對於海水的影響主要來自風或對流運動。例如長時間沿著岸邊流動的風,不但會影響表面海流的方向,也可能引起海水的垂直運動。
空氣流動對於海流的影響
圖片來源:南一版高中基礎球科學
例如右上圖中風向在大陸邊緣由南向北吹拂,海流會受風和科氏力影響流向外海,沿岸就會形成上升流;反之,風由北向南流動時會引起海流流向陸地方向,在沿岸附近形成下降流。
大氣環流也會影響海水表層鹽度大小。例如在副熱帶高壓區〈緯度三十度左右〉,由於大氣對流以下沉運動為主,空氣較為乾燥溫暖,海面蒸發量大於降水量的結果,造成鹽度較高。
水循環
自然界中,水氣經由三態變化,以及蒸發、凝結、降水等過程,不但可以提供陸上的淡水,而且也能平衡地球大氣的熱量。
海水佔地球水圈的絕大部分,海面水分蒸發進入大氣,隨著大氣對流到空中後冷卻凝結為雲,並可在陸地上產生降水,所以水循環可以視為一個天然的海水淡化過程。此外,水分蒸發時會吸熱、凝結時會散熱,水氣本身是重要的溫室氣體,而雲則是陽光的主要反射體,也就是說水循環過程也會影響大氣的熱能收支。
水循環
圖片來源:南一版高中基礎球科學
聖嬰現象
聖嬰現象是指每隔二~七年,赤道東南太平洋海面異常增溫,導致全球氣候異常的現象。聖嬰現象是大氣與海洋交互作用的結果。
通常赤道附近之南太平洋海面主要吹東風,海水不斷向西流動,導致東南太平洋出現涌升流,來自下方的海水不但帶來豐富的營養鹽,也使得海面溫度偏低。
聖嬰現象發生時,赤道東風減弱、甚至吹起西風,原本的涌升流消失,海面溫度升高
海溫變化導致大氣對流改變,氣候也受影響。例如太平洋東岸平時較為乾燥少雨、西岸潮濕多雨,聖嬰年則反之,造成東岸洪水成災、西岸容易出現森林火災一發不可收拾。
海洋對大氣的影響
海洋對於大氣的影響除了海流會影響氣候以外,海溫的高低也會影響大氣的濕度和對流。以台灣冬季海流流況來說,南部與東部地區由於黑潮的影響,氣溫會比中國沿岸流流經的區域來得高。
海溫高低也會影響天氣現象。例如水溫必須達到攝氏廿七度以上的海面,才有機會形成台風。
B. 海洋地質作用有哪些運動形式,各自特點是什麼
海水的運動是海洋地質作用最重要的動力
運動形式:波浪、潮汐、洋流、濁流
一、 波浪
海水作有規律的波狀起伏。是海洋中海水經常性普遍存在的運動形式。
1.波浪的形成:①風摩擦海水表層;②海底地震;③水面上大氣壓劇變化;
2. 波浪要素
濁流在海底深處難觀察,對濁流的重要證據是1929.12.18大西洋底紐芬蘭附近的一次地震後海底電纜的破壞。
2. 濁流的地質作用
強烈的沖刷海底,比重大,流速快,在大陸坡形成橫切大陸坡的海底峽谷
大量的沉積物(碎屑)在大陸坡角下形成深海扇,淺水生物化石碎屑被帶入深海。
C. 海洋地質作用的介紹
海水運動、海水中溶解物質的化學反應和海洋生物對海岸、海底岩石和地形的破壞和建造作用的總稱。
D. 地質作用包括哪些
地質作用的自然力是地質營力。力是能的表現,按照能的來源不同,地質作用可分版為外力作用和內權力作用.
1,外力作用按照方式不同分為風化作用,包括物理作用、化學作用和生物作用。剝蝕作用,包括機械風化作用,化學風化作用,搬運作用,包括機械搬運和化學搬運作用兩類.沉積作用,包括機械,化學,生物三類.
2,內力作用,
它們既發生於地表,也發生於地球內部。有的強烈急促,如地震;有的微弱緩慢,如風化作用。地球的地表現狀是地質作用對地球表面長期改造的結果。
E. 海洋工程地質問題包括哪些內容
海洋工程地質是研究與人類工程建築活動有關的地質問題的學科,是地質學的一個分支.海洋工程地質學的目的在於查明建設地區或建築場地的地質條件,分析、預測和評價可能存在和發生的海洋工程地質問題,及其對建築物和地質環境的影響和危害,提出防治不良地質現象的措施,為保證工程建設的合理規劃、建築物的正確設計、順利施工和正常使用,提供可靠的地質科學依據.海洋工程地質學還要研究海洋工程地質條件的區域分布特徵和規律,預測其在自然條件下和工程建設活動中的變化,和可能發生的地質作用,評價其對工程建設的適宜性.
研究方法
包括地質學方法、實驗和測試方法、計算方法和模擬方法. 地質學方法即自然歷史分析法,是運用地質學理論,查明海洋工程地質條件和地質現象的空間分布,分析研究其產生過程和發展趨勢,進行定性的判斷.它是海洋工程地質研究的基本方法,也是其他研究方法的基礎. 實驗和測試方法,包括為測定岩、土體特性參數的實驗、對地應力的量級和方向的測試,以及對地質作用隨時間延續而發展的監測. 計算方法,包括應用統計數學方法對測試數據進行統計分析,利用理論或經驗公式對已測得的有關數據,進行計算,以定量地評價海洋工程地質問題. 模擬方法,可分為物理模擬(也稱海洋工程地質力學模擬)和數值模擬,它們是在通過地質研究,深入認識地質原型,查明各種邊界條件,以及通過實驗研究獲得有關參數的基礎上,結合建築物的實際作用,正確地抽象出海洋工程地質模型,利用相似材料或各種數學方法,再現和預測地質作用的發生和發展過程. 電子計算機在海洋工程地質學領域中的應用,不僅使過去難以完成的復雜計算成為可能,而且能夠對數據資料自動存儲、檢索和處理,甚至能夠將專家們的智慧存儲在計算機中,以備咨詢和處理疑難問題.
特徵和規律
海洋工程地質學還要研究海洋工程地質條件的區域分布特徵和規律,預測其在自然條件下和工程建設活動中的變化,和可能發生的地質作用,評價其對工程建設的適宜性. 由於各類工程建築物的結構和作用,及其所在空間范圍內的環境不同,因而可能發生和必須研究的地質作用和海洋工程地質問題往往各有側重.據此,海洋工程地質學又常分為水利水電海洋工程地質學、道路海洋工程地質學、采礦海洋工程地質學、海港和海洋海洋工程地質學等. 海洋工程地質學的主要研究方法包括地質學方法、實驗和測試方法、計算方法和模擬方法. 地質學方法即自然歷史分析法,是運用地質學理論,查明海洋工程地質條件和地質現象的空間分布,分析研究其產生過程和發展趨勢,進行定性的判斷.它是海洋工程地質研究的基本方法,也是其他研究方法的基礎. 實驗和測試方法,包括為測定岩、土體特性參數的實驗、對地應力的量級和方向的測試,以及對地質作用隨時間延續而發展的監測. 計算方法,包括應用統計數學方法對測試數據進行統計分析,利用理論或經驗公式對已測得的有關數據,進行計算,以定量地評價海洋工程地質問題. 模擬方法,可分為物理模擬(也稱海洋工程地質力學模擬)和數值模擬,它們是在通過地質研究,深入認識地質原型,查明各種邊界條件,以及通過實驗研究獲得有關參數的基礎上,結合建築物的實際作用,正確地抽象出海洋工程地質模型,利用相似材料或各種數學方法,再現和預測地質作用的發生和發展過程. 未來發展 海洋地質
電子計算機在海洋工程地質學領域中的應用,不僅使過去難以完成的復雜計算成為可能,而且能夠對數據資料自動存儲、檢索和處理,甚至能夠將專家們的智慧存儲在計算機中,以備咨詢和處理疑難問題.
F. 海洋的作用有哪些
海洋的地質作用
陸源物質等。有時發育於大陸坡的濁流沉積可延入深海平原海水運動、海水中溶解物質的化學反應和海洋生物對海岸、海底岩石和地形的破壞和建造作用的總稱。海洋地質作用包括海蝕作用、搬運作用和沉積作用。海水的運動方式主要是波浪、潮汐、洋流和濁流。這 4種海水運動是海洋地質作用的重要的機械動力。由於海水深度和海底地形的影響,它們在海洋中構成了不同的水動力帶。海水較淺的濱海帶和大陸架是波浪和潮汐為主的水動力帶,在波浪影響不到的大陸坡和深海盆地,是洋流和濁流的水動力帶。這 4種機械動力都能產生海蝕作用、搬運作用和沉積作用。機械海蝕作用是海水運動時的水力沖擊(也叫沖蝕)和海水挾帶的碎屑產生的磨蝕對海岸和海底的破壞作用。海水機械搬運的方式有 3種:①推移,粗大的碎屑沿海底滾動和滑動;②躍移,較粗的碎屑間歇地跳躍式移動;③懸移,細小碎屑懸浮在水中移動。這 3種方式隨水動力的強弱和碎屑粒徑大小而變化。有時3種方式同時存在,有時推移和躍移並存,或者僅有懸移。當海水機械動力消失時,即發生沉積作用。機械沉積作用遍布海洋各處,但以大陸架和大陸坡上的沉積量最多。 水的化學作用主要是對可溶性岩石的溶解作用(也叫溶蝕),以及海水中溶解物質的化學反應在海底上形成沉積物的作用。
海洋中的生物不僅數量大而且種類多,在不同深度的海水中都有生物繁殖,但以大陸架上的海水中最為繁盛。海洋生物的地質作用主要指生物的遺體在海洋底上的沉積作用。
海洋的3種地質作用中,海蝕作用在濱海地區最顯著而強烈,廣闊的海洋盆則以沉積作用為主。海洋約佔地球表面積的71%,是地球上最大的沉積場所,沉積物的數量大,種類多。現代大陸上大部分地區都有不同地質時期的古海洋沉積物。研究海洋的地質作用,特別是海底沉積物,對了解地球發展史、開發利用海底礦產資源都十分重要。 波浪的地質作用 波浪(也稱海浪)是由於風的摩擦,海水有規律的波狀起伏運動。波浪的大小與風力強弱、風勢久暫和海面開闊程度有關。通常波浪的波長自數十厘米至數百米,波高自數厘米至十餘米不等。水質點的波動振幅和與此相關的能量,均隨水深增加而衰減。它們在水深為半個波長處已大為減小,因此,通常將半個波長的深度看作是波浪影響的下限。在水深小於半個波長的淺水區,波浪受海底摩擦而變形以至破碎,變為激浪,形成復雜的近岸流系,稱激浪流。激浪流的沖擊力可達9.80665×104帕至29.41995×104帕。當波浪運動方向與海岸直交時,產生與海岸垂直的進流和退流;當波浪運動方向與海岸斜交時,由於波浪的折射而產生與海岸平行的沿岸流。波浪及其在不同情況下衍生的各種波浪流是淺水區的重要動力。激浪流可直接破壞海岸。當海水滲進岩石裂縫,壓縮空氣,空氣的膨脹力便加劇了岩石崩裂。激浪流攜帶的碎屑還是磨損岩石的工具。海浪對海岸、海底岩石的上述機械破壞作用叫作沖蝕作用。沙、礫隨海浪運動就是海浪的搬運作用。波浪的沖蝕作用與搬運作用常常同時出現。當海浪水動力減小時,被搬運物即沉積。
在波浪沖蝕岩岸時,最先在貼水處形成海蝕凹槽。凹槽擴大,上部崩坍,形成海蝕崖。海岸後退一段距離。隨著陡崖後退,海蝕凹槽的底部擴大為向海微傾斜的平台,叫海蝕平台。海面下降或陸地上升,海蝕平台出露海面而呈現的階梯狀地帶,稱海蝕階地。海蝕平台在波浪作用下,坡度漸緩,一旦海浪的能量不能沖擊海岸而分散消耗在摩擦上,海浪對海岸帶海底岩石的破壞力趨於零。這時的海岸帶橫剖面叫海岸平衡剖面。由於構成海岸的岩石及構造的差異,抗蝕能力 不同,沖蝕作用還可以形成海蝕洞穴、橋、柱等地形。
在平緩的沙岸,海浪主要是以進流和退流或沿岸流對沙、礫進行搬運和沉積。進流沿海灘向陸地前進,進流動力耗盡後,退流在重力作用下沿斜坡向海退去。進流將沙、礫帶上岸,部分較粗的停留在海浪到達的終點,部分較細的又隨退流向海移動。碎屑在進流、退流往返搬運中,不斷地磨圓、分選。海水動力消失時,它們就沿海岸堆積為礫灘、沙灘以及水下沙堤。沿岸攜帶的碎屑以沙為主,作大致平行海岸的縱向運動。這種縱向運動在水深 4米左右處最為活躍。其速度取決於多種因素,通常隨波浪增強和搬運物粒徑減小而增大,並當波浪運動方向與海岸以45°的角度相交時最快。沿岸流若遇海灣,流速減低,泥沙在灣口處沉積,形成一端與陸地相連的沙嘴等地形。沙嘴加高伸長,可以形成濱海帶的障壁,在內側形成與外海半隔絕的舄湖。
潮汐的地質作用 海水在月球和太陽的引潮力作用下所發生的周期性漲落運動稱潮汐,與周期性升降同時發生的海水水平運動稱潮流。潮汐改變著激浪帶的范圍,增強或減弱海岸帶的海蝕作用。潮流在平坦的粉沙、淤泥質海岸可影響到相當寬的范圍。潮流攪動泥、沙,沖刷海灘,刻蝕出細長的潮水溝。在狹窄的海峽和河口段,潮高激增,流速加大。落潮時,潮水奔騰而下,將峽底或河口底的泥沙挖掘起來搬運入海。
洋流的地質作用 海水沿固定途徑的大規模流動叫洋流或海流。表層洋流主要由風及海水密度差引起,水層厚度一般不超過100米;深層洋流主要與海水的密度有關。洋流的速度一般不超過0.5~1.5米/秒,且隨水深增加而變小,由此構成水深不同流速各異的所謂等深流。洋流的地質作用主要是將淺海的粉沙、粘土等懸浮物質緩慢地搬運到深海沉積。等深流的流速差異和搬運能力差異影響著其搬運物的粒徑大小和搬運方式。加上搬運物沉積速率大小不同,以及紊流的出現等,所有這些因素決定著洋流搬運的距離。
濁流的地質作用 濁流是一種含大量懸移質,主要靠自重沿海底斜坡呈片狀向下流動的高密度海流。濁流具有極強大的搬運力,流速達3米/秒的濁流能搬運重達30噸的岩塊。大陸坡堆積大量飽含水的軟泥和鬆散碎屑物,這些軟泥在暴風浪、潮流、海底地震等外界因素的誘發下,易於液化並沿斜坡向下流動。因此,濁流多半起源於大陸架外緣或大河口外緣。濁流沿大陸斜坡向深海平原運動時,刻蝕出狹窄而底深壁陡的深海峽谷。濁流出峽谷到達深海平原時,速度驟降,將大量碎屑物質堆積下來,形成長條形或舌狀沉積體或扇形地,叫濁積扇。濁流沉積物由典型的陸源碎屑組成,夾有淺海的生物遺體,具分選性和層理。
海底沉積物 海洋沉積物可分為機械的、化學的和生物的3種類型。整個海洋底都有沉積物,但以大陸架上的沉積物數量大、種類多。大陸架是海洋中最重要的沉積區域。海洋沉積物質主要是由河流、風等帶入海洋的碎屑物質,其次是生物遺體、微生物分解物質等有機質成分。此外,沉積物中還有少量的由火山噴發墮入海中的火山灰,以及來自宇宙空間的隕石和宇宙塵粒等。海洋沉積物與海洋沉積環境密切相關。一般按不同海水深度的海洋沉積環境將海洋沉積物分為:濱海帶(高潮線與低潮線之間水域)沉積物、淺海帶(低潮淺~ 200米深水域)沉積物、半深海(200~ 2500米水域)沉積物和深海(水深大於2500米的水域)沉積物。
①濱海帶沉積物。主要是分布在海灘、潮灘地帶的機械碎屑,即不同粒度的沙、礫石和生物骨骼、殼體的碎屑等。在乾旱氣候下的□湖中,因蒸發作用可以形成岩鹽、石膏和鉀鹽等化學沉積物;在潮濕氣候條件下,□湖可變成濱海沼澤,堆積大量成煤物質。
②淺海帶沉積物。淺海帶占海洋面積的25%,但這一海域的沉積物卻占海洋全部沉積物的90%。淺海沉積物有3類:碎屑沉積物主要是沙質級的,由於波浪隨海深的增加而減弱,所以碎屑沉積物的粒徑一般是從淺水往深水變小。但是因潮流、洋流,以及海底的起伏和大陸的剝蝕強度等的影響,現代的淺海帶的沉積物的粒度,並非都是近岸粗,遠岸細。生物沉積主要是生物遺體形成的沙和泥,它們成分主要為碳酸鈣質。在熱帶、亞熱帶的溫暖海洋中,還有以珊瑚骨骼為主,其他生物的骨骼和殼體為輔所構成的生物礁堆積,叫珊瑚礁。化學沉積物主要是來自大陸的鐵、錳、鋁、硅的氧化物和氫氧化物的膠體,與海水電解質相遇時,絮凝成鮞狀或豆狀的沉積物。
③半深海帶沉積物。通常以陸源泥為主,可有少量化學沉積物和生物沉積物。在濁流和海底地滑發育區,可有來自淺海的粗碎屑物,局部地段可見冰川碎屑和火山碎屑。大陸坡上分布最廣的沉積物是形成於還原環境中的藍色軟泥;分布於熱帶、亞熱帶海岸大河口外的紅色軟泥和發育於大陸架與大陸坡接壤地帶的綠色軟泥。
④深海沉積物。通常以浮游生物遺體為主,而極少陸源物質。沉積速率極為緩慢。深海區生物源沉積物通常為各種生物軟泥;包括硅藻軟泥和放射蟲軟泥的硅質軟泥;包括有孔蟲(又稱抱球蟲)軟泥、翼足類軟泥和顆石軟泥的鈣質軟泥。此外,還有深海褐色粘土和少量。
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海洋與大氣的交互作用
海洋與大氣之間的關系相當密切,因為兩者不但都是流體,而且彼此直接接觸。
大氣對海洋的影響
大氣密度和比熱較海水小,所以對於海水的影響主要來自風或對流運動。例如長時間沿著岸邊流動的風,不但會影響表面海流的方向,也可能引起海水的垂直運動。
空氣流動對於海流的影響
圖片來源:南一版高中基礎球科學
例如右上圖中風向在大陸邊緣由南向北吹拂,海流會受風和科氏力影響流向外海,沿岸就會形成上升流;反之,風由北向南流動時會引起海流流向陸地方向,在沿岸附近形成下降流。
大氣環流也會影響海水表層鹽度大小。例如在副熱帶高壓區〈緯度三十度左右〉,由於大氣對流以下沉運動為主,空氣較為乾燥溫暖,海面蒸發量大於降水量的結果,造成鹽度較高。
水循環
自然界中,水氣經由三態變化,以及蒸發、凝結、降水等過程,不但可以提供陸上的淡水,而且也能平衡地球大氣的熱量。
海水佔地球水圈的絕大部分,海面水分蒸發進入大氣,隨著大氣對流到空中後冷卻凝結為雲,並可在陸地上產生降水,所以水循環可以視為一個天然的海水淡化過程。此外,水分蒸發時會吸熱、凝結時會散熱,水氣本身是重要的溫室氣體,而雲則是陽光的主要反射體,也就是說水循環過程也會影響大氣的熱能收支。
水循環
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聖嬰現象
聖嬰現象是指每隔二~七年,赤道東南太平洋海面異常增溫,導致全球氣候異常的現象。聖嬰現象是大氣與海洋交互作用的結果。
通常赤道附近之南太平洋海面主要吹東風,海水不斷向西流動,導致東南太平洋出現涌升流,來自下方的海水不但帶來豐富的營養鹽,也使得海面溫度偏低。
聖嬰現象發生時,赤道東風減弱、甚至吹起西風,原本的涌升流消失,海面溫度升高
海溫變化導致大氣對流改變,氣候也受影響。例如太平洋東岸平時較為乾燥少雨、西岸潮濕多雨,聖嬰年則反之,造成東岸洪水成災、西岸容易出現森林火災一發不可收拾。
海洋對大氣的影響
海洋對於大氣的影響除了海流會影響氣候以外,海溫的高低也會影響大氣的濕度和對流。以台灣冬季海流流況來說,南部與東部地區由於黑潮的影響,氣溫會比中國沿岸流流經的區域來得高。
海溫高低也會影響天氣現象。例如水溫必須達到攝氏廿七度以上的海面,才有機會形成台風。
上述內容分別介紹大氣和海洋對於彼此的影響,然而近來我們更重視的主題是兩者間的交互作用,以下將分別針對水循環和聖嬰現象進行討論。
G. 海洋地質作用的特點
地球與其它星球抄特徵的區別襲是有浩瀚的海洋
,
海洋
緼
育了地球上的生命
,
現
代地球上
70.8%(4/3)
的面積為海洋
.
地史中由於海陸的變遷海水增多次侵入大陸
內部
,
在地層中留下了廣泛的遺跡。例如,淮南地區保留的從雲古代中晚期(
Pt
2
)
到中奧陶(0
2
)的地層都屬海相沉積也就是說從10億前——5億年這個時期,
淮南地區曾被海水淹沒,成為了海洋的一部分,
0
2
——C
2
上升出海面,C
2
-P
又處於海陸交互的濱岸地帶(成煤時期)
。
海洋是陸地上最大的沉積盆地,蘊藏有豐富的礦產資源(海洋中幾乎含有
所有的化學元素,其中鈾是獲得原子能的主要元素)含量達億噸,是陸地含量的
900
倍。因此對海洋地質作用的研究是極其重要的,無論對地殼形成的了解及現
實資源的利用都有深刻的意義。
H. 海洋作用是什麼
海洋的地質作用
陸源物質等。有時發育於大陸坡的濁流沉積可延入深海平原海水運動、海水中溶解物質的化學反應和海洋生物對海岸、海底岩石和地形的破壞和建造作用的總稱。海洋地質作用包括海蝕作用、搬運作用和沉積作用。海水的運動方式主要是波浪、潮汐、洋流和濁流。這 4種海水運動是海洋地質作用的重要的機械動力。由於海水深度和海底地形的影響,它們在海洋中構成了不同的水動力帶。海水較淺的濱海帶和大陸架是波浪和潮汐為主的水動力帶,在波浪影響不到的大陸坡和深海盆地,是洋流和濁流的水動力帶。這 4種機械動力都能產生海蝕作用、搬運作用和沉積作用。機械海蝕作用是海水運動時的水力沖擊(也叫沖蝕)和海水挾帶的碎屑產生的磨蝕對海岸和海底的破壞作用。海水機械搬運的方式有 3種:①推移,粗大的碎屑沿海底滾動和滑動;②躍移,較粗的碎屑間歇地跳躍式移動;③懸移,細小碎屑懸浮在水中移動。這 3種方式隨水動力的強弱和碎屑粒徑大小而變化。有時3種方式同時存在,有時推移和躍移並存,或者僅有懸移。當海水機械動力消失時,即發生沉積作用。機械沉積作用遍布海洋各處,但以大陸架和大陸坡上的沉積量最多。 水的化學作用主要是對可溶性岩石的溶解作用(也叫溶蝕),以及海水中溶解物質的化學反應在海底上形成沉積物的作用。
海洋中的生物不僅數量大而且種類多,在不同深度的海水中都有生物繁殖,但以大陸架上的海水中最為繁盛。海洋生物的地質作用主要指生物的遺體在海洋底上的沉積作用。
海洋的3種地質作用中,海蝕作用在濱海地區最顯著而強烈,廣闊的海洋盆則以沉積作用為主。海洋約佔地球表面積的71%,是地球上最大的沉積場所,沉積物的數量大,種類多。現代大陸上大部分地區都有不同地質時期的古海洋沉積物。研究海洋的地質作用,特別是海底沉積物,對了解地球發展史、開發利用海底礦產資源都十分重要。 波浪的地質作用 波浪(也稱海浪)是由於風的摩擦,海水有規律的波狀起伏運動。波浪的大小與風力強弱、風勢久暫和海面開闊程度有關。通常波浪的波長自數十厘米至數百米,波高自數厘米至十餘米不等。水質點的波動振幅和與此相關的能量,均隨水深增加而衰減。它們在水深為半個波長處已大為減小,因此,通常將半個波長的深度看作是波浪影響的下限。在水深小於半個波長的淺水區,波浪受海底摩擦而變形以至破碎,變為激浪,形成復雜的近岸流系,稱激浪流。激浪流的沖擊力可達9.80665×104帕至29.41995×104帕。當波浪運動方向與海岸直交時,產生與海岸垂直的進流和退流;當波浪運動方向與海岸斜交時,由於波浪的折射而產生與海岸平行的沿岸流。波浪及其在不同情況下衍生的各種波浪流是淺水區的重要動力。激浪流可直接破壞海岸。當海水滲進岩石裂縫,壓縮空氣,空氣的膨脹力便加劇了岩石崩裂。激浪流攜帶的碎屑還是磨損岩石的工具。海浪對海岸、海底岩石的上述機械破壞作用叫作沖蝕作用。沙、礫隨海浪運動就是海浪的搬運作用。波浪的沖蝕作用與搬運作用常常同時出現。當海浪水動力減小時,被搬運物即沉積。
在波浪沖蝕岩岸時,最先在貼水處形成海蝕凹槽。凹槽擴大,上部崩坍,形成海蝕崖。海岸後退一段距離。隨著陡崖後退,海蝕凹槽的底部擴大為向海微傾斜的平台,叫海蝕平台。海面下降或陸地上升,海蝕平台出露海面而呈現的階梯狀地帶,稱海蝕階地。海蝕平台在波浪作用下,坡度漸緩,一旦海浪的能量不能沖擊海岸而分散消耗在摩擦上,海浪對海岸帶海底岩石的破壞力趨於零。這時的海岸帶橫剖面叫海岸平衡剖面。由於構成海岸的岩石及構造的差異,抗蝕能力 不同,沖蝕作用還可以形成海蝕洞穴、橋、柱等地形。
在平緩的沙岸,海浪主要是以進流和退流或沿岸流對沙、礫進行搬運和沉積。進流沿海灘向陸地前進,進流動力耗盡後,退流在重力作用下沿斜坡向海退去。進流將沙、礫帶上岸,部分較粗的停留在海浪到達的終點,部分較細的又隨退流向海移動。碎屑在進流、退流往返搬運中,不斷地磨圓、分選。海水動力消失時,它們就沿海岸堆積為礫灘、沙灘以及水下沙堤。沿岸攜帶的碎屑以沙為主,作大致平行海岸的縱向運動。這種縱向運動在水深 4米左右處最為活躍。其速度取決於多種因素,通常隨波浪增強和搬運物粒徑減小而增大,並當波浪運動方向與海岸以45°的角度相交時最快。沿岸流若遇海灣,流速減低,泥沙在灣口處沉積,形成一端與陸地相連的沙嘴等地形。沙嘴加高伸長,可以形成濱海帶的障壁,在內側形成與外海半隔絕的舄湖。
潮汐的地質作用 海水在月球和太陽的引潮力作用下所發生的周期性漲落運動稱潮汐,與周期性升降同時發生的海水水平運動稱潮流。潮汐改變著激浪帶的范圍,增強或減弱海岸帶的海蝕作用。潮流在平坦的粉沙、淤泥質海岸可影響到相當寬的范圍。潮流攪動泥、沙,沖刷海灘,刻蝕出細長的潮水溝。在狹窄的海峽和河口段,潮高激增,流速加大。落潮時,潮水奔騰而下,將峽底或河口底的泥沙挖掘起來搬運入海。
洋流的地質作用 海水沿固定途徑的大規模流動叫洋流或海流。表層洋流主要由風及海水密度差引起,水層厚度一般不超過100米;深層洋流主要與海水的密度有關。洋流的速度一般不超過0.5~1.5米/秒,且隨水深增加而變小,由此構成水深不同流速各異的所謂等深流。洋流的地質作用主要是將淺海的粉沙、粘土等懸浮物質緩慢地搬運到深海沉積。等深流的流速差異和搬運能力差異影響著其搬運物的粒徑大小和搬運方式。加上搬運物沉積速率大小不同,以及紊流的出現等,所有這些因素決定著洋流搬運的距離。
濁流的地質作用 濁流是一種含大量懸移質,主要靠自重沿海底斜坡呈片狀向下流動的高密度海流。濁流具有極強大的搬運力,流速達3米/秒的濁流能搬運重達30噸的岩塊。大陸坡堆積大量飽含水的軟泥和鬆散碎屑物,這些軟泥在暴風浪、潮流、海底地震等外界因素的誘發下,易於液化並沿斜坡向下流動。因此,濁流多半起源於大陸架外緣或大河口外緣。濁流沿大陸斜坡向深海平原運動時,刻蝕出狹窄而底深壁陡的深海峽谷。濁流出峽谷到達深海平原時,速度驟降,將大量碎屑物質堆積下來,形成長條形或舌狀沉積體或扇形地,叫濁積扇。濁流沉積物由典型的陸源碎屑組成,夾有淺海的生物遺體,具分選性和層理。
海底沉積物 海洋沉積物可分為機械的、化學的和生物的3種類型。整個海洋底都有沉積物,但以大陸架上的沉積物數量大、種類多。大陸架是海洋中最重要的沉積區域。海洋沉積物質主要是由河流、風等帶入海洋的碎屑物質,其次是生物遺體、微生物分解物質等有機質成分。此外,沉積物中還有少量的由火山噴發墮入海中的火山灰,以及來自宇宙空間的隕石和宇宙塵粒等。海洋沉積物與海洋沉積環境密切相關。一般按不同海水深度的海洋沉積環境將海洋沉積物分為:濱海帶(高潮線與低潮線之間水域)沉積物、淺海帶(低潮淺~ 200米深水域)沉積物、半深海(200~ 2500米水域)沉積物和深海(水深大於2500米的水域)沉積物。
①濱海帶沉積物。主要是分布在海灘、潮灘地帶的機械碎屑,即不同粒度的沙、礫石和生物骨骼、殼體的碎屑等。在乾旱氣候下的□湖中,因蒸發作用可以形成岩鹽、石膏和鉀鹽等化學沉積物;在潮濕氣候條件下,□湖可變成濱海沼澤,堆積大量成煤物質。
②淺海帶沉積物。淺海帶占海洋面積的25%,但這一海域的沉積物卻占海洋全部沉積物的90%。淺海沉積物有3類:碎屑沉積物主要是沙質級的,由於波浪隨海深的增加而減弱,所以碎屑沉積物的粒徑一般是從淺水往深水變小。但是因潮流、洋流,以及海底的起伏和大陸的剝蝕強度等的影響,現代的淺海帶的沉積物的粒度,並非都是近岸粗,遠岸細。生物沉積主要是生物遺體形成的沙和泥,它們成分主要為碳酸鈣質。在熱帶、亞熱帶的溫暖海洋中,還有以珊瑚骨骼為主,其他生物的骨骼和殼體為輔所構成的生物礁堆積,叫珊瑚礁。化學沉積物主要是來自大陸的鐵、錳、鋁、硅的氧化物和氫氧化物的膠體,與海水電解質相遇時,絮凝成鮞狀或豆狀的沉積物。
③半深海帶沉積物。通常以陸源泥為主,可有少量化學沉積物和生物沉積物。在濁流和海底地滑發育區,可有來自淺海的粗碎屑物,局部地段可見冰川碎屑和火山碎屑。大陸坡上分布最廣的沉積物是形成於還原環境中的藍色軟泥;分布於熱帶、亞熱帶海岸大河口外的紅色軟泥和發育於大陸架與大陸坡接壤地帶的綠色軟泥。
④深海沉積物。通常以浮游生物遺體為主,而極少陸源物質。沉積速率極為緩慢。深海區生物源沉積物通常為各種生物軟泥;包括硅藻軟泥和放射蟲軟泥的硅質軟泥;包括有孔蟲(又稱抱球蟲)軟泥、翼足類軟泥和顆石軟泥的鈣質軟泥。此外,還有深海褐色粘土和少量。
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海洋與大氣的交互作用
海洋與大氣之間的關系相當密切,因為兩者不但都是流體,而且彼此直接接觸。
大氣對海洋的影響
大氣密度和比熱較海水小,所以對於海水的影響主要來自風或對流運動。例如長時間沿著岸邊流動的風,不但會影響表面海流的方向,也可能引起海水的垂直運動。
空氣流動對於海流的影響
圖片來源:南一版高中基礎球科學
例如右上圖中風向在大陸邊緣由南向北吹拂,海流會受風和科氏力影響流向外海,沿岸就會形成上升流;反之,風由北向南流動時會引起海流流向陸地方向,在沿岸附近形成下降流。
大氣環流也會影響海水表層鹽度大小。例如在副熱帶高壓區〈緯度三十度左右〉,由於大氣對流以下沉運動為主,空氣較為乾燥溫暖,海面蒸發量大於降水量的結果,造成鹽度較高。
水循環
自然界中,水氣經由三態變化,以及蒸發、凝結、降水等過程,不但可以提供陸上的淡水,而且也能平衡地球大氣的熱量。
海水佔地球水圈的絕大部分,海面水分蒸發進入大氣,隨著大氣對流到空中後冷卻凝結為雲,並可在陸地上產生降水,所以水循環可以視為一個天然的海水淡化過程。此外,水分蒸發時會吸熱、凝結時會散熱,水氣本身是重要的溫室氣體,而雲則是陽光的主要反射體,也就是說水循環過程也會影響大氣的熱能收支。
水循環
圖片來源:南一版高中基礎球科學
聖嬰現象
聖嬰現象是指每隔二~七年,赤道東南太平洋海面異常增溫,導致全球氣候異常的現象。聖嬰現象是大氣與海洋交互作用的結果。
通常赤道附近之南太平洋海面主要吹東風,海水不斷向西流動,導致東南太平洋出現涌升流,來自下方的海水不但帶來豐富的營養鹽,也使得海面溫度偏低。
聖嬰現象發生時,赤道東風減弱、甚至吹起西風,原本的涌升流消失,海面溫度升高
海溫變化導致大氣對流改變,氣候也受影響。例如太平洋東岸平時較為乾燥少雨、西岸潮濕多雨,聖嬰年則反之,造成東岸洪水成災、西岸容易出現森林火災一發不可收拾。
海洋對大氣的影響
海洋對於大氣的影響除了海流會影響氣候以外,海溫的高低也會影響大氣的濕度和對流。以台灣冬季海流流況來說,南部與東部地區由於黑潮的影響,氣溫會比中國沿岸流流經的區域來得高。
海溫高低也會影響天氣現象。例如水溫必須達到攝氏廿七度以上的海面,才有機會形成台風。
上述內容分別介紹大氣和海洋對於彼此的影響,然而近來我們更重視的主題是兩者間的交互作用,以下將分別針對水循環和聖嬰現象進行討論。
I. 海洋地質的簡介
主題詞或關鍵詞: 地質科學 海洋科學
內容
在進入21世紀後的十幾年裡,國際海洋地質學界關注的問題是從「全球變化」這個層面,探索人類活動之前的地質時期,或宇宙范圍內的地球自然環境變化周期和發展趨勢。揭示地球系統在漫長的地質演化過程中,水圈與其他圈層的內部反饋機理以及相互作用,預測地球未來的環境變化趨勢。 科學家們將從以下幾個方面進行研究。 (1)地球板塊構造和地球構造仍然是海洋地球物理學家們關注的課題。在過去的幾十年裡,人們花費了大量人力、物力,對新的地球板塊構造理論進行論證。其研究領域多集中在大洋地殼、被動陸緣和主動陸緣等方面。從早先的大陸漂移說,海底擴張說等基礎,發展成了板塊構造理論,並為今天大多數科學家所接受。人們關心的問題是,關於板塊運動的驅動力的作用方式和內在機理,或者說,造成板塊運動的驅動力受哪些因素影響?板塊的剛性程度、板塊動力學以及相關的地質作用是什麼?其發展過程又是如何進行的?
20世紀70年代後、80年代初,科學家們提出地體構造理論。隨後,各國地質學家、海洋地質學家,相繼發現許多性質不同的地體組成。例如,地層地體、破裂地體、變質地體和復合地體等。雖然,地體本身或各地體之間產生斷裂、漂移、碰撞和增生等不同演化過程,但是,人們有理由相信,地體構造乃是現代板塊構造學說的重要組成部分。
關於板塊構造的驅動力問題,多數學者贊同是地幔對流及其與岩石圈的相互作用,但是,在具體的對流性質、規模、板塊運動方式等,仍存在較大分歧。特別是對已經提出來的「淺對流模式」和上下地幔分別存在的對流形式--「雙層對流模式」等論點,由於論據不足,產生爭議。
人們更為關注地殼構造和沉積史及俯沖史,包括被動陸緣熱礦史等方面的研究。希望解決的問題是,被動陸緣底下地殼的性質如何確定?在大陸產生分離之前,是否會出現過地殼拱起、擴張、斷裂等地質現象?出現的性質和時間如何確定?被動陸緣下的地殼是否是從大陸地殼演化而來的?大陸分離後立即形成的大洋地殼是否與海底擴張的穩定期形成的大洋地殼不同?被動陸緣如何隨時間的推移而上下運動?它們又是如何影響沉積過程、沉積物的熱狀冷狀史?被動陸緣塊狀滑動過程和模式是什麼?從減少災害的角度看,人們關心,深海溝與島弧之間地帶的構造形式,火山弧與深海溝之間地帶的上下垂直運動,孔隙水在俯沖過程中的作用是什麼?弧後盆地的直接或間接成因?
(2)古海洋學呈現快速發展勢頭。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象。在海洋系統中,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。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」等核心研究項的重要組成部分。
(3)關注大洋熱液循環研究課題。20世紀70年代後,通過載人深潛器等,人們對太平洋和大西洋的若干洋底進行調查。人們陸續發現幾個大的洋底熱泉區。熱泉區的發現,表明洋底熱液活動對大洋地殼、沉積物和海水的地球化學研究,起著十分重要的作用。同時,也為海底擴張理論,提供了重要科學依據。
洋底熱液是含量極高的熱液礦床。這一發現,立即引起學術界和工業界的極大興起。毫無疑問,洋底熱泉將有可能成為未來的礦藏,為21紀人類開采礦藏提供了新的可能。
人們在洋底熱泉區的周圍,發現大量的特殊生物區系,以及高溫缺氧條件下,海水中有極高濃度的有機物,也就是類似原生生命體的細菌。科學家們稱,洋底熱泉好像是一片生命的綠洲。地質學家們為此設想,洋底熱泉的環境,酷似前寒武紀早期生命誕生時的環境。如果這一命題能夠成立,那麼,它將為地球生命地源研究提出很多新研究課題。
洋底熱泉中還有高濃度的化學物質,例如,硅和鈣等。這就提出一個課題,如果熱泉水中溶解的二氧化硅的測量值有代表性的話,那麼,硅可能是由熱液過程以與大陸侵蝕過程相同的速率進入大洋的。假如這個推斷能夠成立,這對於估算在過去2億年中,大洋化學收支平衡具有十分重要的意義。這個過程,應當與海底擴張的速率有某種關系。
(4)海洋沉積學已經形成,並發揮巨大作用。在全球變化研究中,人們採用比較沉積學、碳酸鹽濁流沉積和事件沉積進行研究,取得豐碩成果。例如,確定了第四紀以來的海面變化,特別是漸新世以來變化的可比性。資料顯示,它與全球氣候的變化曲線有某種一致性。再如,對災變事件研究表明,災變事件對沉積物的影響,要比長期正常沉積作用大許多。20世紀80年代後,幕式沉積研究和現代災變理論逐漸引入沉積學。陸架沉積動力學研究重點,開始轉向事件沉積學的研究,特別是旋迴和事件沉積在陸架沉積層中的作用和地位,愈顯重要。
大洋沉積物具有明顯的韻律性和旋迴性,它反映出一系列交替的氣候狀況。這與人們普遍關心的海平面變化有直接的關系。大陸及其邊緣地帶的顯生代沉積地層資料,反映了全球海平面的變化。地質時期全球海平面變化范圍在幾十米到幾百米之間。研究表明,長期的海平面變化,可能與洋盆體積變化有直接關系,而短時期的海平面變化,則是由氣候因素引起的。顯然,海平面變化的確切原因,應該說還沒有完全為人們所認識。在南大洋進行的若干深海鑽探獲得大量資料信息,使人們對南極大陸及其周圍的古氣候演變過程有初步了解。但是,當南極冰川在第三紀中期發生大量擴展時,北半球的冰川並不存在。這種極大的反差,讓地質學家們百思不得其解。這是大自然給人們設置的一道課題。