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海洋工程地质学的研究对象

发布时间: 2021-02-18 05:56:49

① 水文地质学的研究对象

水文地质学是一门研究地下水的科学。具体地说,它是研究地下水的赋存条件、形成条件、水量和水质时空的变化规律、水资源开发利用以及水与环境关系的一门科学。

随着水文地质科学的发展,它的研究内容越来越广泛,其主要研究对象可归纳为六个方面。

第一,地下水赋存条件。地下水和地表水最大的差别是地下水赋存于岩石的空隙中。因此,要了解地下水赋存条件(或者说埋藏、分布规律)就必须研究岩石的时代、成因、物理和化学性质、产出状态、分布范围、空隙性及构造破坏程度与次生改造作用等基础地质条件。

第二,地下水资源形成条件及运动特征的研究。即研究地下水的补给、径流和排泄条件,以及地下水在天然和人为作用条件下的运动特征与地下水资源评价方法。

第三,地下水的水质。地下水水质包括物理及化学性质两方面。在化学性质方面主要研究地下水中的化学组分和微生物组分、水化学形成作用及人为活动对地下水水质的影响。在地下水的物理性质方面,从早期的单纯对水温、色、嗅、味等方面的研究,已扩展到对地下水放射性、地下水形成年龄等方面的深入研究。

第四,地下水动态规律的研究。地下水和其他地质矿产最大的区别之一,即是地下水的质与量均随着时间而变化。因此,为揭示地下水的形成条件和更好地利用地下水资源并防治其有害作用,研究地下水的动态变化规律便是地下水研究的主要内容之一。

第五,地下水与环境的相互关系。由于地下水是地球环境不可分割的组成部分,因此研究地下水就必须研究它和环境之间的相互作用,包括地下水的存在和活动对环境产生的影响以及地下水在人类活动影响下所导致的种种环境问题和工程安全问题。

第六,地下水资源的开发利用、保护与科学管理。即研究人类在开发利用地下水资源的同时,又能使地下水资源的再生能力和水质状态得到保护与改善,并取得最大的社会、经济和环境效益。

② 海洋地质学的研究对象是什么

海洋地质学是研究地壳被海水淹没部分的物质组成、地质构造和演化规律的学科。研版究权内容涉及海岸与海底的地形、海洋沉积物、洋底岩石、海底构造、大洋地质历史和海底矿产资源。它是地质学的一部分,又与海洋学有密切联系,是地质学与海洋学的边缘科学。海洋覆盖面积约占地球表面积的71%。它是全球地质构造的重要组成部分,也是现代沉积作用的天然实验室。海底蕴藏着丰富的矿产资源,是人类未来的重要资源基地。海洋环境地质和灾害地质直接关系到人类的生产和生活。海洋地质调查还是海港建设、海底工程和海底资源开发的基础。因此,海洋地质学具有重要的理论和实践意义。

③ 地质学研究对象是什么重点何在

地质学的研究对象是地球。地球包括固体地球及其外部的大气。地质学与地理学的研究对象及其区别固体地球包括最外层的地壳、中间的地幔及地核三个主要的层圈。目前,主要是研究固体地球的上层,即地壳和地幔的上部。
地质学研究具有较强的地域性、历史性和综合性。只有根据足够的实际资料,特别是根据足以充分说明空间和时间变化因素的丰富资料总结出来的地质学理论,才能有较广泛的适用性。
地质学的这些特点,决定了一般的地质研究必须通过一定比重的野外实际调查,配合相应的室内研究。野外调查和室内研究,构成一次观察、记录(包括制图)采样、初步综合、试验分析、总结提高以至复查验证的完整的地质研究过程。地质学研究在实质上都是对其研究对象的一次综合性调查研究过程。
地质学的服务领域,一个重要方面是开发地球资源,其中有关矿产资源和新能源的研究,仍处于最重要的地位。同时,由于区域成矿研究的需要,将进一步加强区域地质的综合研究,并促进地层学、古生物学、沉积学、构造地质学、地质年代学 ,以及区域岩浆活动研究、变质地质研究等向新的水平发展。 保障人类良好的生存环境、干旱半干旱地区和沼泽地区的水文地质问题,以及工程地质问题的研究将不断扩大。环境地质学,包括环境地质调查研究,有关的微量测试技术和环境保护的地质措施等的研究日趋重要。
总之,地质学必须加强基础研究,如矿物学、岩石学地层学、古生物学等具有奠基意义的学科的研究,以提高对各种地质体、地质现象及其形成、演化的认识。同时还要充分吸收和利用其他科学技术的新成果,包括社会科学的研究成果,以更全面、本质地认识地球历史和构造,为科学的发展,为人类更合理、有效地开发和利用地球资源,维护生存环境,作出应有的贡献。

④ 古海洋学的主要研究对象是什么

古海洋学是20世纪70年代后产生的新学科,主要是把大洋水体的变迁作为研究对专象。在海属洋系统中,依靠海洋沉积,研究过去海水与水团、海水化学和海洋生产力、生物地理等方面的演化规律,讨论它们对全球大气和大陆环境的影响。目前,国际古海洋学界正积极投入”全球变化”的研究,其研究的重点是探索人类活动以前或地球以外的全球自然环境变化的周期和趋势。进入20世纪90年代以后,古海洋学已经被许多国际组织列为海洋地质学的重要内容。由于古海洋学本身固有的学科多,有跨学科性质,能建立探索机制模式等特点,与“全球变化”的总研究目标十分吻合,已成为“过去全球变化”、“全球海洋通量计划”等核心研究项目的重要组成部分。

⑤ 水文地质学的研究对象有哪些

水文地质学主要研究地下水的分布、运动和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源评价、开发及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。

在不同环境中地下水的埋藏、分布、运动和组成成分均不相同。查明上述各方面状况,可为科学地利用或防治地下水提供根据。水文地质学对地下水的研究,着重自然历史和地质环境的影响,同主要用水文循环和水量平衡原理研究地下水的地下水水文学关系密切,只是研究的侧重点稍有不同。

随着科学的发展和生产建设的需要,水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透,又形成了若干新领域,如环境水文地质学、地下水资源管理、同位素水文地质学等。

水文地质学的发展趋势是:由主要研究天然状态下的地下水,转向更重视研究人类活动影响下的地下水;由局限于饱水带的含水层,扩展到包气带及“隔水层”;由只研究地壳表层地下水,扩展到地球深层的水。

学习阶段是循序渐进的,学完基础理论后会延伸到各个需要学习的交叉阶段。看教学大纲是怎样安排的吧。

⑥ 工程地质学是以研究什么为对象的一门自然科学

地球地质的发展及变化

⑦ 工程地质学的研究对象和任务

人类的工抄程建筑活动袭实在地表或地壳浅部的一定地质环境中进行的,地质环境必然要对建筑物的施工和建筑物建成以后的正常使用发生不同程度的影响,而且,建筑物的修建又必然对地质环境产生不同性质和不同程度的反作用。为了使所修建的建筑物能够正常地发挥预期的效益又造价低廉,而且不会对周围的环境造成不良后果,在修建建筑物之前,必须根据实际需要深入研究地质环境,预测和评价可能产生的,与建筑物及其周围环境有关的地质问题——工程地质问题,为建筑物的设计和施工提供必要而充分的地质依据。工程地质问题是多种多样的,在具体情况下可能出现何种问题及其对建筑物和周围环境的影响程度如何,取决于建筑物特点和地质条件,
工程地质学就是研究工程建筑物与地质环境相互作用而产生的工程地质问题的学科

⑧ 地质学的研究对象

地质学的研究对象是地球。地球包括固体地球及其外部的大气。固体地球包括最外层的地壳、中间的地幔及地核三个主要的层圈。目前,主要是研究固体地球的上层,即地壳和地幔的上部。
地球的平均半径为6371公里。其核心可能是以铁、镍为主的金属,称为地核,半径约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壳,已知最厚处为75公里,最薄处仅5公里左右,平均厚度约35公里。
地核的内层是固体,也有科学家认为是在强大压力下原子壳层已被破坏的超固体。外层是具有液体性质的物质,还推测有电流在其中运动,被认为是地球磁场的本原。外层的厚度约为2220公里。
地幔下部是含有较多金属硫化物和氧化物的非晶体固体物质;地幔上部成份与橄榄岩大致相当;与地壳相接部分和地壳均具有刚硬的性质,合称为岩石圈,厚度约为60~120公里;在岩石圈之下为一层具有可塑性、可以缓慢流动、厚度约为100公里的软流圈。
地壳表面的海洋、湖泊、河流等水体约占地表总面积的74%。成液态的地表水与冻结在两极地区和高山上的冰川,以及土壤、岩石中的地下水,组成地球的水圈。
地球的外层是大气圈。大气主要集中于高度不超过16公里的近地面中,成份以氮和氧为主。离地越远,大气越稀薄,而且成份也有变化。在100公里外,大气逐渐不能保持分子状态,而以带电粒子的形态出现,其稀薄程度超过人造的真空。带电粒子受到地球磁场的控制,形成能够阻挡来自太阳和宇宙带电粒子流冲击的电磁层。
地球的水圈和大气圈通过水的蒸发、凝结、降水和气体的溶解、挥发等方式互相渗透和影响。固体的地球界面上下,是大气和水活动的场所。岩石圈的物质也不断运动,并通过火山喷发的形式进入水圈和大气圈。地球各圈层的相互作用不断改变着地球的面貌。
地球的这些圈层,是由于其组成物质的重力差异作用而逐渐形成的。地球上的任何质点均受到地球引力和惯性离心力的作用,这两种力的合力就是重力。地球表面重力吸住了大气和水,并对他们的运动产生了影响。
矿物和岩石
在地球的化学成分中,铁的含量最高(35%),其他元素依次为氧(30%)、硅(15%)、镁(13%)等。如果按地壳中所含元素计算,氧最多(46%),其他依次为硅(28%)、铝(8%)、铁(6%)、镁(4%)等。这些元素多形成化合物,少量为单质,它们的天然存在形式即为矿物。
矿物具有确定的或在一定范围内变化的化学成分和物理特征。组成矿物的元素,如果其原子多是按一定的形式在三维空间内周期性重复排列,并具有自己的结构,那么就是晶体。晶体在外界条件适合的时候,其形态多表现为规则的几何多面体,但这种情况很少。
矿物在地壳中常以集合的形态存在,这种集合体可以由一种,也可以由多种矿物组成,这在地质学中被称为岩石。
地球中的矿物已知的有3300多种,常见的只有20多种,其中又以长石、石英、辉石、闪石、云母、橄榄石、方解石、磁铁矿和粘土矿物最最多,除方解石和磁铁矿外,它们的化学成分都以二氧化硅为主,石英全为二氧化硅组成,其余则均为硅酸盐矿物。
由硅酸盐溶浆凝结而成的火成岩构成了地壳的主体,按体积和重量计都最多。但地面最常见到的则是沉积岩,它是早先形成的岩石破坏后,又经过物理或化学作用在地球表面的低凹部位沉积,经过压实、胶结再次硬化,形成具有层状结构特征的岩石。
在地壳中,在大大高于地表的温度和压力作用下,岩石的结构、构造或化学成分发生变化,形成不同于火成岩和沉积岩的变质岩。火成岩、沉积岩、变质岩是地球上岩石的三大类别。火成岩中的玄武岩、花岗岩是地球中最具代表性的岩石,是构成大陆的主要岩石。形成时代最早的花岗岩,年龄达39亿年,而玄武岩是构成海洋所覆盖的地壳的主要物质,均比较“年轻”,一般不超过2亿年。
地层和古生物
地层是以成层的岩石为主体,随时间推移而在地表低凹处形成的构造,是地质历史的重要纪录。狭义的地层专指已固结的成层的岩石,有时也包括尚未固结成岩的松散沉积物。依照沉积的先后,早形成的地层居下,晚形成的地层在上,这是地层层序关系的基本原理,称为地层层序律。
地层在形成以后,由于受到地壳剧烈运动的影响,改变原来的位置,会产生倾斜甚至倒转,但只要能查明其形成和变形的时间,仍可以恢复其原始的层序。在同一时间,地球上各处环境不同,在不同环境中形成的地层各有特点。在地表的隆起部位,不仅不能形成新的地层,还会因受到剥蚀而使已经形成的地层消失。
因此,地层学是研究各地区地层的划分,确定地层的顺序和相邻地区地层在时间上的对比关系的专门学科。它是地质学的基础,也是地质学中最早形成的学科。
古生物是指在地质历史时期,在地球上生存过的各类生物,一般已经绝灭,它们的少量遗体和遗迹形成化石保存在地层中。通过研究这些化石,可以了解地质历史上生物的形态、构造和活动情况。
对各种古生物进行分类,可以认识生物的演化关系;依据地层中所含化石,可以断定地层的层序,生物演化的不可逆性和阶段性,使这种判断具有可靠的根据;古生物的分布和生活习性,还反映出当时地理环境的特点。古生物的研究是地质学也是生物学的重要组成部分。
地质构造和地质作用
地球表层的岩层和岩体,在形成过程及形成以后,都会受到各种地质作用力的影响,有的大体上保持了形成时的原始状态,有的则产生了形变。它们具有复杂的空间组合形态,即各种地质构造。断裂和褶皱是地质构造的两种最基本形式。
地球的岩石圈,已经并还在发生着全球规模的板块运动。板块构造学是二十世纪地质学对地质构造及地质作用的新认识。其基本内容是,岩石圈是地球中最刚硬的部分,它飘浮在地幔中具有塑性、局部熔融、密度较大的软流圈之上。岩石圈中存在着许多很深很大的断裂,这些断裂把岩石圈分割成被称为板块的巨大块体,全球可分为六大板块。
一般认为,主要是地球内部热的不均匀分布引起了物质对流运动,使岩石圈破裂成为板块。板块形成后继续运动,发生分离、碰撞等事件。地幔中的熔融物质沿板块间的拉张断裂带挤入,并不断向断裂两侧扩展,形成新的洋壳,而部分板块则随着载荷它的软流圈物质向下移动而消失于地幔之中。
板块运动被认为是使地壳表层发生位置移动,出现断裂、褶皱以及引起地震、岩浆活动和岩石变质等地质作用的总原因,这些地质作用总称为内力地质作用。内力地质作用改变着地壳的构造,同时为地貌的形成打下基础。
地质作用强烈地影响着气候以及水资源与土壤的分布,创造出了适于人类生存的环境。这种良好环境的出现,是地球大气圈、水圈和岩石圈演化到一定阶段的产物。地球形成的初期,大气圈和水圈的成分、质量都和现代大不相同。例如,大气曾经历以二氧化碳为主的阶段,海水是约在10亿年前才具有今天的含盐度,生物最早出现在地球形成约10亿年以后等等。
地质作用也会给人带来危害,如地震、火山爆发、洪水泛滥等。人类无力改变地质作用的规律,但可以认识和运用这些规律,使之向有利于人的方向发展,防患于未然。如预报、预防地质灾害的发生,就有可能减轻损失。中国在古代就有“束水攻沙”,引黄河水灌溉淤田压碱等经验,是利用河流的地质作用取得成功的例子。

⑨ 海洋科学的研究对象

在太阳系的行星中,地球处于“得天独厚”的位置。地球的大小和质量、地球与太阳的距离、地球的绕日运行轨道以及自转周期等因素相互的作用和良好配合,使得地球表面大部分区域的平均温度适中(约15℃),以致它的表面同时存在着三种状态(液态、固态和气态)的水,而且地球上的水绝大部分是以液态海水的形式汇聚于海洋之中,形成一个全球规模的含盐水体──世界大洋。地球是太阳系中惟一拥有海洋的星球。因此,我们的地球又称为“水的行星”。
全球海洋总面积约3.6亿平方公里,约占地表总面积的71%,相当于陆地面积的2.5倍。全球海洋的平均深度约3800米,最大深度11034米,太平洋、大西洋和印度洋的主体部分,平均深度都超过4000米。全球海洋的容积约为13.7亿立方公里,相当于地球总水量的97%以上。假设地球的地壳是一个平坦光滑的球面,那么地球便成为一个表面被2600多米深的海水所覆盖的“水球”。世界海洋每年约有50.5万立方公里的海水在太阳辐射作用下被蒸发,向大气供应87.5%的水汽。每年从陆地上被蒸发的淡水仅有7.2万立方公里,约占大气中水汽总量的12.5%。从海洋或陆地蒸发的水汽上升凝结后,又作为雨或雪降落在海洋和陆地上。陆地上每年约有4.7万立方公里的水在重力的作用下,或沿地面注入河流,或渗入土壤形成地下水,最终注入海洋,从而构成了地球上周而复始的水文循环。
海水是一种含有多种溶解盐类的水溶液。在海水中,水占96.5%左右,其余则主要是各种各样的溶解盐类和矿物,还有来自大气中的氧、二氧化碳和氮等溶解气体。世界海洋的平均含盐量约为3.5%。而世界大洋的总盐量约为48×1015吨。假若将全球海水里的盐分全部提炼出来,均匀地铺在地球表面上,便会形成厚约40米的盐层。目前在海水中已发现的化学元素超出80种。组成海水的化学元素,除了构成水的氢和氧以外,绝大部分呈离子状态,主要有氯、钠、镁、硫、钙、钾、溴、碳、锶、硼、氟等11种,它们占海水中全部溶解元素含量的99%;其余的元素含量甚微,称为海水微量元素。溶解于海水中的氧、二氧化碳等气体,以及磷、氮、硅等营养盐元素,对海洋生物的生存极为重要。海水中的溶解物质不仅影响着海水的物理化学特征,而且也为海洋生物提供了营养物质和生态环境。海洋对于生命具有特别重要的意义。海水中主要元素的含量和组成,与许多低等动物的体液几乎一致,而一些陆地高等动物甚至人的血清所含的元素成分也与海水类似。研究证明,地球上的生命起源于海洋,而且绝大多数动物的门类生活在海洋中。在陆地上,生物集中栖息在地表上下数十米的范围内;可是在海洋中,生物栖息范围可深达1万米。因此,研究生命起源的学者把海洋称作“生命的摇篮”。
海洋作为地球水圈的重要组成部分,同大气圈、岩石圈以及生物圈相互依存,相互作用,成为控制地球表面的环境和生命特征的一个基本环节,并具有下面一些特征:
第一,海洋是大气-海洋系统的重要组成部分。由于水具有很高的热容量,因此世界海洋是大气中水汽和热量的重要来源,并参与整个地表物质和能量平衡过程,成为地球上太阳辐射能的一个巨大的储存器。在同一纬度上,由于海陆反射率的固有差异,海面单位面积所吸收的太阳辐射能约比陆地多25~50%。因此,全球大洋表层海水的年平均温度要比全球陆地上的平均温度约高10℃。由于太阳辐射能在地球表面上分布的固有差异,赤道附近的水温显著地高于高纬度海区,因此,在海洋中导致暖流从赤道流向高纬度、寒流从高纬度流向赤道的大尺度循环。从而引起能量重新分布,使得赤道地区和两极的气候不致过分悬殊。海面在吸收太阳辐射能的同时,还有蒸发过程。海水的汽化热很高,蒸发时便消耗大量热量。反之,在水汽受冷凝结时又会释放出相同的热量。因此,海水的蒸发既是物质状态的转化,也是能量状态的转化。海面蒸发产生的大量水汽,可被大气环流及其他局部空气运动携带至数千公里以外,重新凝结成雨雪降落到所有大陆的表面,成为地球表面淡水的源泉,从而参与地表的水文循环,参与整个地表的物质和能量平衡过程。由此可见,海洋对全球天气和气候的形成,以至地球表面形态的塑造都有深远的影响。
全球尺度的海洋-大气相互作用,不仅可以在几个月、几年内对地球上气候带来影响,而且可以在漫长的地质时期中导致显著的气候变异。地球表面的水,除海水以外,约有2%被束缚在固体水(冰)中,这也就是今天的南极洲和格陵兰等冰川。海洋-大气相互作用和气候演变,可以通过海平面的高度和冰川体积的变化显示出来。地质学研究表明,在地球最近所经历的10亿年中,地球表面的水量是近似恒定的。由此可以推知,假若现代冰川全部融化则海平面将升高约60米。这对于人类无疑将是一场巨大的灾难。事实上,在地质时期中,曾出现过大陆冰川发展和融化的多次交替,每次交替都影响地球的气候、大气环流和水文循环,引起生物的大调整。据地质学和古地理学的考察,在第四纪最大的冰期中,冰川的体积3倍于现代冰川,海平面则平均低于现代海平面约130米,露出了大部分大陆架。基于这些观测事实,目前对地球气候长期变异过程已建立多种“冰川-海洋-大气”系统的相互作用模型,并从数值上模拟出接近观测事实的结果。这种模拟结果大体同根据更新世地质、古地理资料复原的气候演变相符。第二,海洋是地球表面有机界与无机界相互转化的一个重要环节。地球上存在着一个很薄的“生物圈”,它集中在地球表面三种形态的水的交界面附近。地球上这个有生命的物质圈层之所以能够产生、进化并延续下去,是依靠大规模的物质和能量转化以及有机物质和无机物质的相互转化。而这些物质和能量的循环与转化过程的方式和强度,在迄今已知的星球中也是独一无二的。否则,我们赖以生存的地球将如同已知没有发现生命现象的星球一样,只能是一个死寂的世界。
海洋中的动物约16~20万种,植物约1万多种。海洋中的生物,如同整个生物圈中的生物一样,绝大多数直接地或间接地依赖于光合作用而生存。在地球上,植物的光合作用能将无机物直接转化为有机物,从而将太阳辐射能转化为化学能。动物是不进行光合作用的,基本上依赖于消耗植物(直接或间接)而生存繁衍。假若植物的光合作用过程一旦中止,则绝大多数的动物就有灭绝的可能。这样,由海洋光合植物、食植性动物和食肉性动物逐级依赖和制约,组成了海洋食物链。在这链的每一个环节,都有物质和能量的转化,包括真菌和细菌对动植物尸体的分解作用,把有机物转化为无机物。于是,由植物、动物、细菌、真菌以及与之有关的非生命环境组成一个将有机界与无机界联系起来的系统,即通常所说的海洋生态系。这个系统的状态,通常可用两类指标来描述:一类是静态指标,如生物量等;另一类是动态指标,如生产力等。根据有的学者估算,海洋的总生物量约为3×1010吨,只有陆地总生物量的1/200左右,如按干重计算则仅相当于陆地总生物量的1/350。但是,就生产率而论,海洋却同陆地大体相当(海洋为4.3×1011吨/年,陆地为4.5×1011吨/年);更值得注意的是,海洋有机物质的相对生产率(即生产力与生物量之比值)远高于陆地,两者之比相差200多倍。这是因为海洋中有机物质的生产者主要是单细胞生物,而陆地上有机物质的生产者主要是多细胞生物。
第三,海洋作为一个物理系统,其中发生着各种不同类型和不同尺度的海水运动和过程,对于海洋中的生物、化学和地质过程有着显著的影响。海水运动按其成因,大致分为:①海水密度变化产生的“热盐”运动,如海面蒸发、冷却和结冰,以及海水混合等,使海水密度增大而下沉,并下沉至与其密度相同的等密度面或海底作水平运动;②海面风应力驱动形成的风生运动,如风海流和风生环流等;③天体引力作用产生的潮汐运动;④海水运动速度切变产生的湍流运动;⑤各种扰动产生的波动,如风浪、惯性波和行星波等。而海洋中的各种物理过程,通常除了按其物理本质分为力学、热学、声学、光学和电磁学等过程以外,一般按其特征空间尺度(或特征波数,主要是水平特征空间尺度或波数)和特征时间尺度(或特征频率),大致分为小尺度过程、中尺度过程和大尺度过程。其中,小尺度过程主要包括:小尺度各向同性湍流,海水层结的细微结构、声波、表面张力波、表面重力波和重力内波;中尺度过程主要包括:惯性波、潮波、海洋锋、中尺度涡或行星波;大尺度过程主要包括:海况的季节变化、大洋环流、海水层结的纬向不均匀性和热-盐环流等。
海洋是生物的生存环境,海水运动等物理过程会导致生物环境的改变。因此,不同的流系、水团具有不同的生物区系和不同的生物群落。海水运动或波动是海洋中的溶解物质、悬浮物和海底沉积物搬运的重要动力因素,因此,海洋中化学元素的分布和海洋沉积,以及海岸地貌的塑造过程都是不能脱离海洋动力环境的。反过来,海水的运动状况也与特定的地理环境、化学环境有关。这就是海洋自然环境的统一性的具体表现。
第四,大洋地壳作为全球地壳的一个结构单元,具有不同于大陆地壳的一系列特点。陆壳较轻、较厚,比较古老;洋壳较重、较薄(缺失花岗岩层),相对年轻。在地壳的均衡作用下,陆壳质轻而浮起,洋壳质重而深陷。地球之所以存在着如此深广的海洋,是与洋壳的物质组成有关的。
由于海水的覆盖,海底地壳是难以直接观察的。近半个世纪以来,深海考察发现了海洋中有深度超过万米的海沟,长达上千公里的断裂带以及众多的海山;而给人印象最深的是存在着一条环绕全球、纵贯大洋盆地、延伸达80000公里的水下山脉体系。这条水下山脉纵贯大西洋和印度洋的洋盆中部,所以称为大洋中脊。在大洋中脊顶部发育有一条被断裂带错开的纵向的大裂谷,称为中央裂谷。
和大陆地壳相比较,大洋地壳缺乏陆上那种挤压性的褶皱山系。巨大的大洋中脊主要由来自炽热的地球深处的玄武岩所组成。观测和研究表明,大洋中脊的裂谷是地壳最薄弱之处。这里有频繁的地震、火山活动和极高的热流值,地球内部炽热的熔岩通过这个薄弱带不断涌上来,冷却后凝结成新的洋底地壳,并向两侧扩张。扩张速度可达每年1~16厘米。这种扩张过程迄今仍在继续。这条全球性的大洋中脊和裂谷系以及海沟等构造活动带把全球岩石圈分成六大板块(欧亚板块、非洲板块、印度板块、南极洲板块、美洲板块和太平洋板块)和许多小板块。板块是位于地球软流层上的刚性块体,板块的边界是构造运动最活跃的地方,而板块之间的相对运动则是全球构造运动的基本原因。
在板块的分离、漂移和聚合作用下,海陆位置不时变动。在地质历史上,大陆曾反复裂离和聚合,大洋则屡经张开和关闭。2亿年前,地球上只有一个超级大陆和超级大洋,当时还没有大西洋和印度洋。近2亿年来,大西洋和印度洋从无到有,从小到大,而太平洋却在不断地收缩。在一个表面积基本不变的地球上,一些大洋的张开必然伴随着另一些大洋的缩小或关闭。海洋是个非常古老的地质体,海水的年龄可以远溯至前寒武纪。但大洋地壳是一边生长,一边俯冲,处于不断更新的过程。现代洋壳的年龄不到2亿年。古老的海水与年轻的洋底共存,应当说是海洋系统的一个重要特点。
20世纪70年代以来,海洋学者乘坐潜水器考察大洋中脊和裂谷,发现从裂谷底喷涌出来的热泉。原来,冷海水沿裂隙渗入炽热的新生洋壳内部,变成热海水,热海水和洋壳玄武岩之间发生强烈的化学反应。玄武岩中的铁、锰、铜、锌等被淋滤出来进入热海水,从而喷出富含金属的热泉。由河流带入海洋中的镁、硫酸根,在上述过程中也大部分被中脊轴部的洋壳所吸收。据估计,沿着80000公里长的大洋中脊只需800~1000万年,与世界海洋等量的海水就可以经过脊轴洋壳循环一遍。这对于海水化学成分的演化,不能不产生十分深远的影响。
总之,海洋中发生的各种自然过程,在不同程度上同大气圈、岩石圈和生物圈都有耦合关系,并且同全球构造运动以及某些天文因素(如太阳黑子活动、日-地距离、月-地距离、太阳和月球的起潮力等)密切相关,这些自然过程本身也相互制约,彼此间通过各种形式的物质和能量循环结合在一起,构成一个具有全球规模的、多层次的海洋自然系统。正是这样一个系统,决定着海洋中各种过程的存在条件,制约着它们的发展方向。海洋科学研究的目的,就在于通过观察、实验、比较、分析、综合、归纳、演绎以及科学抽象方法,去揭示这个系统的结构和功能,认识海洋中各种自然现象和过程的发展规律,并利用这些规律为人类服务。

⑩ 海洋地质学是研究什么的学科

海洋地质学是研究地壳被海水淹没部分的物质组成、地质构造和演化规律的学科。研究内容回涉及海岸答与海底的地形、海洋沉积物、洋底岩石、海底构造、大洋地质历史和海底矿产资源。它是地质学的一部分,又与海洋学有密切联系,是地质学与海洋学的边缘科学。海洋覆盖面积约占地球表面积的71%。它是全球地质构造的重要组成部分,也是现代沉积作用的天然实验室。海底蕴藏着丰富的矿产资源,是人类未来的重要资源基地。海洋环境地质和灾害地质直接关系到人类的生产和生活。海洋地质调查还是海港建设、海底工程和海底资源开发的基础。因此,海洋地质学具有重要的理论和实践意义。

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