《海洋科学导论》第二章 地球海洋概观

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,D.Zhao,OUC,*,1,第二,章 地球海洋概观,D.Zhao,OUC,2,仰望星空,温家宝,我仰望星空，,它是那样寥廓而深邃,那无穷的真理，,让我苦苦地求索、追随。,我仰望星空，,它是那样庄严而圣洁,那凛然的正义，,让我充满热爱、感到敬畏。,我仰望星空，,它是那样自由而宁静,那博大的胸怀，,让我的心灵栖息、依偎。,我仰望星空，,它是那样壮丽而光辉,那永恒的炽热，,让我心中燃起希望的烈焰、响起春雷。,D.Zhao,OUC,3,宇宙的起源,宇宙是如何起源的？质量守恒？,何物创生宇宙？宗教问题？,宇宙永恒说或衡态宇宙（亚里士多德、爱因斯坦）,1584,年，布鲁诺出版,“,论无限、宇宙和诸世界,”,17,世纪，牛顿建立经典宇宙学，空间无限，时间均匀流逝，时空绝对，与运动无关,1917,年，爱因斯坦发表,“,根据广义相对论对宇宙学所做的考察,”,，提出一个均匀、各向同性、有限但无边的静态宇宙,静态宇宙模型是不稳定的，一旦有扰动，在万有引力作用下，宇宙会加速膨胀会收缩,爱因斯坦在其广义相对论的一个引力场方程中人为加入了一个具有斥力效应的宇宙常数，从而得到静态解,D.Zhao,OUC,帕尔玛特、施密特、里斯,4,宇宙的起源,1922,年，俄国数学家弗里德曼利用爱因斯坦不加宇宙常数的引力场方程得到了一个动态解，指出爱因斯坦的静态宇宙模型不可能，其动态解包含三种宇宙模型：,开放模型：宇宙一直膨胀,闭合模型：宇宙膨胀到一定限度将收缩,平直模型：前两种模型的中间态,1927,年比利时物理学家勒梅特再次得出膨胀宇宙模型，给出这种膨胀与星系谱线红移的数量关系,1932,年，他进一步提出宇宙大爆炸理论：,最初宇宙的物质集中在一个致密炽热的奇点,“,宇宙蛋,”,里，在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片，经一系列元素演化到最后形成星球、星系的整个膨胀演化过程，形成了今天的宇宙。,勒梅特同时预测大爆炸会留下残余的辐射,D.Zhao,OUC,5,宇宙大爆炸理论,1914,年，美国天文学家斯莱弗发现红移现象，证实几乎所有的星系都以高速离我们而去,1929,年，哈勃定律：星系远离地球的速度与距离成正比,2011,年诺贝尔奖：宇宙正在加速膨胀，宇宙的冰点即将到来,D.Zhao,OUC,帕尔玛特、施密特、里斯,6,宇宙大爆炸理论,1948,年，阿尔弗和赫尔曼通过计算指出遍布太空的背景辐射能量应在绝对温度,5,度左右,1965,年，美国贝尔实验室的彭齐亚斯和威尔森发现无论将天线指向天空的任何方向，都不能消除强度相当于绝对温度,3,度的杂音，意外发现宇宙背景微波辐射；,1978,年两人获诺贝尔奖,按照大爆炸理论，宇宙的元素大约,3/4,是氢，,1/4,是氦，所有其它较重的元素只占很少数；星光光谱研究结果正好是这个比例,D.Zhao,OUC,7,神奇的宇宙,生命所必须的基本元素为何存在？（碳、氧、氮）,质子与电子质量的比值为何是,1836,？（否则就不会形成分子）,自然界中四种基本力的相对强度为何如此？（引力、电磁力、强和弱相互作用力；否则就不会有生命）,生命必须的蛋白质随机生成的概率为,10,40000,分之一,宇宙开始于一个不自然的低熵态,宇宙的膨胀和坍缩之间的绝妙平衡,至今很多科学家不能相信宇宙有一个开始,2016,年 观测发现引力波,D.Zhao,OUC,8,地球概观,宇宙的开始是一个几何点，宇宙大爆炸大约在,150,亿年前。,目前人类观测到的宇宙范围约为,300,亿光年，存在有,10,亿个星系，太阳所在的星系叫银河系,宇宙有限？无限？,D.Zhao,OUC,9,太阳系的起源,(5060,亿年前）,自转的太阳云,引力使向中心聚集,自转加快,太阳云变扁成为圆盘状,收缩使中心密度、压力和温度急剧增大,产生氢聚变发光发热,太阳诞生,尘埃物质作为凝聚核形成各行星。,D.Zhao,OUC,10,太阳系,太阳是太阳系内唯一发光发热的最大质量天体，其质量占太阳系总质量的,99.8%,。,太阳吸引着九大行星，按近及远的顺序依次为：,水星、金星、地球、火星,、,木星、土星、天王星、海王星,和冥王星。另外还有,50,颗卫星、,2000,多颗小行星以及,600,多颗彗星绕其运行。,D.Zhao,OUC,11,关于第九大行星冥王星的争论,2006,年国际天文学大会通过决议，将冥王星开除出太阳行星的行列，从而太阳系仅剩下了八大行星。,太阳行星的新定义：,（,1,）必须在环绕太阳的轨道上,（,2,）有足够大的质量保持圆球形,（,3,）有能力清除掉轨道附近其他天体,冥王星的大小仅是月球的,2/3,，轨道上有很多其他天体,随后，,13,位天文学家在英国,“,自然,”,杂志上发表文章抗议这一决定。,美国于,2006,年,1,月发射了冥王星探测器，以,15000km/h,的速度奔向冥王星，,2015,年,7,月,14,日近距离飞越冥王星，继续向太阳系边缘飞行。,D.Zhao,OUC,12,类地行星,：离太阳较近的水星、金星、地球和火星，体积小，密度大，卫星较少，表层为固体，重元素较多,类木行星,：离太阳较远的木星、土星、天王星和海王星，体积大，密度小，卫星较多，无固体表面，轻元素（特别是气体元素）较多。,最大的木星体积比最小的水星大,73500,倍，水星体积相当于地球的,0.056,，木星体积则为地球的,1313.,太阳系以冥王星的轨道为边界，直径为,118,10,8,km,，太阳光需要,5.5,小时才能传出太阳系,D.Zhao,OUC,13,地球的天然卫星,月球,月球是地球唯一的天然卫星，半径为,1738km,，质量为,7.35,10,22,kg,，平均密度为,3.34,10,3,kg/m,，分别相当于地球的,27.1%,、,1.2%,、,60.6%,，距离地球,38.4410,4,km,月球上没有水，大气密度不到地球上海平面平均大气密度的,10,-12,，因此月球上没有生物。,地球上的天文地理现象主要受月球影响，如日月食和潮汐等。,D.Zhao,OUC,14,地球的形状,大地水准面,：海洋中不考虑波浪、潮汐和海流的存在，海水完全静止时的海面，在陆地上则是静止海面向大陆之下延伸的假想面。,地球的形状就是大地水准面的,形状,假如地球是静止的，且组成地球的物质密度是均匀的，则在地心引力作用下，地球形状应为正球体，但地球自转产生的惯性离心力是地球沿赤道面向外膨胀，沿地轴向内收缩。,真实的地球形状像一个梨形的球体。,北凸,14m,，南凹,24m,，地表,5.1,亿,km,2,，赤道半径,6378km,，两极,6357km,，平均,6371,。,D.Zhao,OUC,15,地球的圈层结构,地球的外部圈层指地球固体表面以上，根据物质性状可分为大气圈、水圈和生物圈,地球内部圈层结构,大致分为地壳、地幔和地核，地核又分为内核和外核。,地壳与大气和海洋相接，由各种不同的岩石构成，富含铝、硅和氧,平均厚度,30km,密度较小,大陆性地壳平均为,33km,，海洋性地壳较薄，平均厚度为,6km,。,地壳下面的地幔，厚度约,2900km,，主要由铁、镁和硅酸盐物质组成。,D.Zhao,OUC,16,地球的大气圈,大气圈厚度有几万千米，总质量约,5136,10,8,t,，由于地心引力作用，地球表面的大气最为稠密，约有,1/2,集中在地面至,10km,高度范围内，向外逐渐稀薄，过渡为宇宙气体，故大气圈无明显的上界。,大气圈自下而上可分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层。其中对流层和平流层与人类关系密切。,飞机为在何平流层飞行？,D.Zhao,OUC,17,地球的水文圈和生物圈,水文圈是地球表层的水体，占地球总质量的,0.024%,大部分汇集在海洋里。,其他水體有河流、湖泊、冰原及冰川、地下水等,岩石圈是指地球坚硬而薄的表层。,生物圈,是地球上生物（包括动物、植物和微生物）生存和活动的范围。生物圈包含大气圈、水文圈和岩石圈。,D.Zhao,OUC,18,地球和生命的演化,地球大约有,46,亿年的历史。,原始地球接近于匀质体，后由于内部热作用，导致重者下沉，轻者上浮的分异作用而形成地核、地幔和地壳圈层结构。,广泛的火山活动和巨大的陨石冲击时释放的气体，形成了原始的大气圈。水汽冷凝形成水文圈。,在存在碳、氧和氮化合物情况下，通过闪电放电和紫外线照射，产生了愈益复杂的有机分子，再进一步结合为能够自身繁殖的有机分子，形成细胞，逐步演变成生物圈。,距离今,2,亿到,7,千万年的时候，地球上生活着一个统治着海洋、陆地和天空的恐龙家族。,为何灭绝？,D.Zhao,OUC,19,地球生命的起源,创造论,认为从原始到高级的各种生物都是由大能的神各从其类造出来的；生命只能源于生命，各种生命皆来自永生的神。,进化论,认为生命是在漫长的进化过程中，由无机物变成有机物，由有机物演化出氨基酸、蛋白质，最后演化为最简单的单细胞生物，产生了生命。,达尔文生物进化,认为，生物进化经历了从水生到陆地、从简单到复杂、从低级到高级的漫长的演变过程，这一过程通过自然选择和遗传变异两个车轮的缓慢滚动逐渐实现。,D.Zhao,OUC,20,地球生命的起源,分子生物学家认为：从无生命到细菌的进化，与从细菌到人的进化所需的时间大体一致，都需要,38.5,亿年,从无生命到细菌所需的时间在哪？,外太空生命,借助太阳风或陨石到地球,探索外太空生命方法：,（,1,）无线电望远镜扫描太空（,1960,年开始）；,（,2,）寻找类地行星：地球是独一无二的吗？,46,亿年前地球形成,42,亿年前达到现在的体积,38.5,亿年前细菌形成,现代人,D.Zhao,OUC,21,寒武纪生命大爆发,向进化论挑战的云南澄江化石群（,1984,）,在寒武纪之前，地球上还没有任何复杂的动物出现。,5.3,亿年前的寒武纪初叶，突然出现了许多类不同体型的动物化石。还包括了很多现今已经灭绝、形状,“,古怪,”,的动物。,综合全世界发现的寒武纪的化石，众多不同的动物门突然同时出现，并且完全没有留下任何进化或演变的痕迹，故名,“,生命大爆炸,”,。,人民日报,海外版,95,年,5,月,25,日报导澄江化石时说：,“,寒武纪生命大爆炸,是全球生命演化史上突发性重大事件，现代生命的多样性起源于此,对其深入研究，可能对传统的达尔文进化论是一个动摇。,”,中科院南京地质古生物所陈均远、云南大学侯先光和西北大学舒德干因,“澄江动物群与寒武纪大爆发”项目荣获,2003,年国家自然科学奖一等奖。,D.Zhao,OUC,22,海水的起源与演化,猜想：通过火山爆发，地幔中的水释放到地表,理由：,（,1,）火山活动一直存在,（,2,）地幔中水含量为,0.5%,，只要有,1/15,的地幔水即可形成现代海洋,地球岩浆活动和火山爆发排出的水汽凝结为液态水，积聚形成原始的海洋。一些火山气体溶解于原始海洋，一些不易溶于水的气体则形成了原始的大气圈。,海水中盐类的阴离子主要是火山排气作用的产物，而阳离子则由被侵蚀破坏的岩石产生，其中大部分是通过河流输入海洋,根据对海洋动物群种属的多样性分析，至少在寒武纪之前（,6,亿年前）就出现了深海大洋。,由于海洋生物的调节作用，大洋海水的体积和盐分，自古生代以来（,6,亿年前），就与现代海洋相近。,问题：生物活动改变物理环境？,D.Zhao,OUC,地球,海洋中至少有一半的水可能比太阳还要古老,Cleeves et al. (2014): Science,345(6204)pp. 1590-1593,地球以及其他行星一定从在,46,亿年前形成太阳的气体云那里继承了大量的水，而不是在后期形成的全部的水,如果水是在寒冷的星际介质环境中形成，则氘对氢的丰度比会比较高，最高可达,1%,左右；而如果是在太阳系形成时的较热环境中形成，那么氘对氢的丰度比会较低，趋近于大约,0.002%,，但彗星、行星、陨石及地球海洋的实际观测值一般介于这两个极端之间，比如地球海洋中两者丰度比是,0.016%,。,23,星际中氘和氢的比值,D.Zhao,OUC,24,地表海陆分布,地球表面总面积约,5.1,10,8,km,2,，其中陆地面积,1.4910,8,km,2,，海洋面积,3.6110,8,km,2,，分别占地表面积的,29.2%,和,70.8%,。,地球上的海洋相互连通构成统一的世界大洋，而陆地是相互分离的，没有统一的世界大陆。,在北半球，陆地占其总面积的,67.5%,，在南半球，陆地则占,32.5%,。,海洋的平均深度达,3795,米，而陆地的平均高度仅,875,米，如果将高低起伏的地表削平，则地球表面将被约,2546,米厚的海水均匀覆盖。,D.Zhao,OUC,25,海洋的划分,世界大洋通常被分为太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。,D.Zhao,OUC,26,海 岸 带,海岸带是指水位升高便被淹没，水位降低便露出的狭长地带，是海陆交互作用地带,海岸带包括海岸、海滩和岸下坡三部分。,海岸是高潮线以上狭窄的陆上地带。大部分时间裸露于海水面上，仅在特大高潮或暴风浪时才被淹没，又称潮上带。,D.Zhao,OUC,27,海 岸 带,海滩是高低潮之间的地带。高潮时被水淹没，低潮时露出水面，又称潮间带。,水下岸坡是低潮线以下直到波浪作用所能达到的水深，又称潮下带。,D.Zhao,OUC,海底地形,28,D.Zhao,OUC,29,大陆边缘,大陆边缘是大陆与大洋之间的过渡带，按构造活动性分为稳定型和活动型两大类,稳定型大陆边缘没有火山，也极少有地震活动，由大陆架、大陆坡和大陆隆组成，以大西洋两侧的美洲和欧洲、非洲大陆边缘比较典型,大陆架是大陆周围被海水淹没的浅水地带，是大陆向海洋底的自然延伸。其范围是从低潮线起以极其平缓的坡度延伸到坡度突然变大的地方为止,一般大陆架水深小于,150m,平均宽度,60km,坡度小于,0.1,东海大陆架是世界较宽的大陆架之一，最大宽度达,500km,以上，其外缘深度,130150m,。,D.Zhao,OUC,30,大陆边缘,大陆坡是一个分开大陆和大洋的全球性巨大斜坡，上限为大陆架外缘，下限为水深变化较大的地方。,大陆坡的坡度,3-6,，水深,100-2000m,宽度小于,150km,很多大陆坡上有,V,字形的海底峡谷，深可达,2km,是从大陆边缘向深海输送沉积物的通道,D.Zhao,OUC,31,大陆边缘,大陆隆,又叫大陆裙或大陆基，是自大陆坡坡麓缓缓倾向洋底的扇形地，位于大陆坡和深海平原之间,大陆隆的平均坡度,0.5,1,，水深,20005000m,，宽度可达,500km,。,大陆隆主要分布在被动大陆边缘，如大西洋、印度洋、北冰洋边缘和南极洲周围,活动大陆边缘通常缺失大陆隆，如太平洋周围的海沟附近,构成大陆边缘的大陆架、大陆坡和大陆隆的物质主要来自大陆,D.Zhao,OUC,32,活动型大陆边缘,活动型大陆边缘是漂移大陆的前缘，属于板块俯冲边界，具有强烈而频繁的地震和火山活动，集中分布在太平洋东西两侧。,活动,型大陆边缘的大陆架比较窄，一般仅几十公里，可分为岛弧型和安第斯型两类，两者都以深邃的海沟与大洋分界。,岛弧型大陆边缘由海沟与火山岛弧的大陆架和陆坡构成；安第斯型大陆边缘由板块挤压直接在大陆边缘（安第斯山）形成，后方未出现拉张型弧后盆地，而是褶皱变形带,D.Zhao,OUC,33,海沟,海沟是由于板块的俯冲作用而形成的深水（大于,6000m,）狭长洼地,海沟分布在活动型大陆边缘，主要见于环太平洋地区，海沟与岛弧相对平行,全球已识别的海沟,20,多条，绝大多数分布在太平洋周缘，其中深度超过万米的,6,条海沟全部在太平洋。,特点：,一般长,500-4500km,、宽,40-120km,；,海沟两侧峭壁大多是不对称的,V,字形，近陆侧陡峭，近洋侧略缓；,沿海沟分布的地震带是地球上最强烈的地震活动带,D.Zhao,OUC,34,大洋,盆地,大洋盆地是指大洋中脊坡麓与大陆边缘之间的广阔洋底，约占世界海洋面积的,1/2,。,在大洋盆地有星罗棋布的海山，成因多为火山爆发。,大洋盆地的主要部分水深在,4000-5000m,开阔水域，大洋盆地并不是真正的“平原”，其内也凹凸不平，包括深海平原、海底高地、海沟、海丘、海山等,深海平原：是地球上最平坦的部分，坡度小于,0.001,海底高地：大洋盆地中的一些比较开阔的隆起区，高差不大，没有火山活动，构造活动比较宁静的地区,D.Zhao,OUC,35,大洋,盆地,深海平原中分布范围不大、地形比较突出的孤立高地，高度超过,1000m,称为海山，小于,1000m,称为海丘,如果海山呈锥形，隐没于水下叫海峰,如果海山顶部被海浪削平且位于海面以下，称为海底平顶山（,Guyot,）。海底平顶山在太平洋中最常见,D.Zhao,OUC,36,大洋中脊,大洋中脊又称中央海岭，是指贯穿世界四大洋、成因相同、特征相似的海底山脉系列。,在大西洋，中脊位于中央，延伸方向与两岸平行；印度洋中脊也大致位于大洋中部，大岐分三支，呈“入”字形分布；在太平洋，中脊偏居东侧且边坡平缓。,D.Zhao,OUC,洋中脊的形成,洋中脊是地幔物质不断涌升，向两边扩展凝结而形成的,洋中脊高度,3-4km,37,D.Zhao,OUC,38,中央裂谷,大洋中脊的轴部有沿其走向延伸的断裂谷底，称为中央裂谷。,中央裂谷宽度可达,10-20km,中央裂谷是海底扩张中心和海洋岩石圈增生的场所，火山活动中心区。,D.Zhao,OUC,地壳均衡说,地壳均衡说,(Isostasy),是按照阿基米德原理，用以解释地壳运动原因的一种假说,。,1855,年，普拉德和艾利均主张地球的固体地壳漂浮平衡于液态底层之上,艾利认为固体地壳各处密度相同，地壳增厚的地区（如山脉）与地壳变薄的地区（如海盆），不仅表现于其上界的高低起伏，下界呈镜象反映（山脉越高、山根越深），而且其界面是起伏不平的（左图）,普拉德认为固体地壳各处密度不同，如隆起的山脉部分密度小、下陷的海盆部分密度大，地形起伏不平，但它和液态底层的界面,均衡补偿面是水平的（右图）,地壳均衡说可解释岩石圈的平衡，海面起伏，但无法解释地壳的水平运动,39,重力异常,密度相同,密度不同,D.Zhao,OUC,40,海洋的形成,大陆漂移说,（魏格纳，,1915,）,海底扩张说,（,Hess,1960; Dietz,1961,）,板块构造说,（,Morgan,等,1965,）,三个学说均基于大陆漂移说提出的“大陆块漂浮在较重的粘性,大洋软流圈上”这一基本出发点。,大陆漂移说认为陆地能够自己走，海底不动；,而海底扩张说和板块构造说认为陆地不会自己走，是靠海底流动带动走,D.Zhao,OUC,41,魏格纳大陆漂移学说（,1915,）,泛大陆、泛海洋,解体、分裂、漂移形成大西洋和印度洋泛大洋被压缩成太平洋,证据：沿岸线形态、地质构造、古气候和古生物地理分布。特别是巴西东端的直角突出部分与非洲西岸呈直角凹进的几内亚湾非常吻合,漂移机制：向西漂移的潮汐力和指向赤道的离极力,D.Zhao,OUC,42,魏格纳提出的大陆漂移学说（,1915,）被认为是与达尔文的生物进化论、爱因斯坦的相对论、宇宙大爆炸理论和量子理论并列的百年来最伟大的科学进展之一,大陆漂移学说遭到地质学家和地球物理学家的同声反对！,理由：,缺乏令人满意的漂移动力机制,大陆是静止的观念根深蒂固,存在问题：,泛古大陆不存在,在陆地上存在由海洋环境形成的各类岩石,漂移方向错误,南极洲存在大量煤，证明曾在低纬度,D.Zhao,OUC,43,赫斯和迪茨的海底扩张说（,1960,年）,50,年代以来，利用放射性同位素测定海底岩石年龄，发现海底岩石的年龄很轻，并且离洋中脊越近，岩石年龄越轻，洋中脊两侧呈对称分布,大洋中脊轴部裂谷带是地幔物质涌升的出口，涌出的地幔物质冷凝形成新洋底，新洋底同时推动先期形成的较老洋底逐渐向两侧扩展推移，至海沟、岛弧一线受阻于大陆而俯冲下沉、融熔于地幔，达到新生和消亡的平衡，使洋底地壳在,23,亿年更新一次,海底扩张时，,大西洋在洋中脊处扩张，大洋两侧与相邻陆地一起向外漂移，大西洋不断扩张，扩展速度,1-10cm/yr,太平洋在东部的洋中脊处扩张，在西部的海沟处潜没，潜没的速度比扩张快，所以太平洋在缩小,D.Zhao,OUC,洋中脊两侧磁性翻转,44,D.Zhao,OUC,被认为是地磁反复转向的结果,45,海底扩张说（,1960,年）,机制：地幔物质对流,证据：两侧离洋中脊越远洋壳越老；洋中脊区的磁异常呈条带状，正负相间，平行于洋中脊的延伸方向，并以洋中脊为轴呈对称分布,存在问题：,为何大西洋存在波多黎各和新赫布里底海沟？（深,9219,和,9174,米、长,1550,和,1200,公里、宽,120,和,70,公里）,在两条大洋中脊交汇处无法扩张（大西洋与印度样交汇处、印度洋入字形洋中脊）,D.Zhao,OUC,46,板块构造说（,1968,年）,地球最上部划分为岩石圈和软流圈。软流圈在缓慢而长期的作用力下，会呈现出塑性或缓慢流动的性质。,现今比较流行的是将全球化分为,12,板块,（欧亚、太平洋、南美、北美、非洲、印度、阿拉伯、纳兹卡、科科斯、加勒比、菲律宾海、南极洲）,板块内部是相对稳定的，而板块边界是全球最活动的构造带，板块边界的运动可分为拉张、挤压和剪切三种基本类型,驱动板块运动的原动力是地幔物质的对流,D.Zhao,OUC,47,板块构造说（,1968,年）,存在的问题,古生代前的大陆和海洋是如何形成的？,大西洋由洋中脊向东扩张了,3000,多公里，印度洋向西扩张,3000,多公里，两者合计,6000,多公里，原有的,6000,多公里宽的地壳去哪了？,地震的成因与地震带分布矛盾，如何解释？,大西洋、印度洋和太平洋南部大洋中脊是地震带，而板块学说认为洋中脊为海底扩张处，为张性，地震时由于板块碰撞时发生弹性回跳而发生的,D.Zhao,OUC,48,大陆岩石圈的威尔逊旋回,大陆岩石圈在水平方向上一般都经历开裂、扩张、收缩、闭合的发展过程。,1974,年由杜威和伯克提出，并建议命名为威尔逊旋回,拱生运动，形成大陆裂谷（东非大裂谷）,扩张运动，形成与岸线平行的狭长海（红海、亚丁湾）,扩张运动，形成洋中脊居中的大洋盆地（大西洋、印度洋）,收缩运动，形成洋中脊偏居一侧，边缘发育沟,弧体系（太平洋）,碰撞并抬升，形成残余小海盆，边缘发育年青造山带（地中海）,收缩并抬升，形成年轻造山带（喜马拉雅山）,D.Zhao,OUC,49,太平洋,面积最大：占地表总面积,1/3,，海洋表面积的,1/2,；平均深度,4028m,，最深处,11034m,，东西最宽达半个赤道。,海底地形：东部洋脊为主；东北部为洋盆,上有断裂带； 中部海山集中,群岛很多；北部和西部多岛弧、海沟和边缘海。,超过,1,万米的,6,条海沟全部在太平洋，马里亚纳海沟最深处为,10,911,米,D.Zhao,OUC,50,大西洋,面积：占世界大洋面积,1/4,，平均深度,3627m,。海沟,4,个，最深,9218m,。,洋中脊横贯南北，赤道窄，分南北大西洋，,海岸形态：,南：平直无附属海；,北：迂回曲折，多岛屿、港湾和附属海,D.Zhao,OUC,51,印度洋,面积：占世界洋面积的,1/5,，平均深度超过大西洋，平均,3897m,。最深,7450m,。,“入”字型洋脊：由南而北扩张速度减小。,D.Zhao,OUC,52,北冰洋,面积：最小，水深最浅，平均,1200m,。有人称其为北极地中海。,具有世界上最宽的大陆架：,1000km,。,D.Zhao,OUC,53,北冰洋,1996,年在加拿大渥太华成立北极理事会，,8,个成员国包括芬兰、瑞典、挪威、丹麦、冰岛、加拿大、美国和俄罗斯。,6,个观察员国：法国、德国、荷兰、波兰、西班牙和英国,2013,年中国、日本、韩国、新加坡、印度和意大利加入,据美国地质勘探局,2008,年的评估报告，北极地区拥有原油储量,900,亿桶，天然气储量超过,47,万亿立方米，占全球未探明石油储量的,13%,和未开采天然气储量的,30%,。北极地区总体煤炭储量高达,1,万亿吨，占全球煤炭储量,1/4,。,目前只能通过巴拿马运河或苏伊士运河来连接太平洋和大西洋，甚至需绕道非洲南部好望角。而通过加拿大沿岸的“西北航道”和西伯利亚沿岸的“东北航道”，航行时间可从近,30,天缩减为,15,天。,1996,年中国加入北极国际科学委员会,建立“黄河”北极考察站,2007,年，成为北极理事会“特别观察员”,2013,年，成为北极理事会“正式观察员”,D.Zhao,OUC,54,南大洋（,Southern Ocean,）,从海洋学的角度，一般将三大洋在南极洲附近连成一片的水域称为南大洋,1970,年定义为：,从南极大陆到南纬,40,为止的海域，或从南极大陆起，到亚热带辐合线明显时的连续海域,2000,年定义为：,从南极大陆到南纬,60,为止的海域，又称为南冰洋,D.Zhao,OUC,55,海、海湾和海峡,海洋的主要部分为洋，附属部分为海、海湾和海峡。全世界共有,54,个海，占海洋总面积的,9.7%,。珊瑚海最大最深的海,按照海所处的位置，可分为陆间海、内海和边缘海,陆间海,是位于大陆之间的海，面积和深度较大，如地中海、红海和加勒比海等,内海,是伸入大陆内部的海，面积较小，如渤海和波罗的海,边缘海,位于大陆边缘，以半岛、岛屿或群岛与大洋分隔，水流交换通畅，如东海、日本海等。,海湾是洋或海延伸进大陆且深度逐渐减小的水域，一般以入口处海角之间的连线或入口处的等深线作为与洋或海的分界。如杭州湾,海峡是两端连接海洋的狭窄水道。如台湾海峡,D.Zhao,OUC,56,中国海,D.Zhao,OUC,57,渤海、黄海、东海,渤海,：内陆海，从老铁山角（老铁山头）至蓬莱角（登州头）联线与黄海为界。面积,7.7,万,km,2,，平均深度,18m,，最深,83m,。,黄海,：半封闭浅海，南界为启东嘴至济州岛连线与东海相接。,38,万,km,2,，平均深度,44m,，最深超过,100m,。地形中央凹地。,东海,：太平洋边缘海，南至以广东汕头的南澳岛至台湾岛南端的鹅銮鼻连线与南海分界。面积,77,万,km,2,，平均深度,370m,，最深,2719m,。,D.Zhao,OUC,东海地形,冲绳海槽位于琉球岛弧陆侧，是一个北东东,北北东走向的弧形舟状海槽，北浅南深。,东海拥有宽广的东海大陆架,面积约占东海总面积的三分之二，是世界上最宽的大陆架之一。,D.Zhao,OUC,58,59,南 海,典型小大洋，,大陆架、大陆坡和深海盆地等形态相当齐全。,面积,350,万,km,2,，平均深度,1212m,，最深,5377m,。,350,万,D.Zhao,OUC,南海通过台湾海峡、巴士海峡、民都洛海峡和马六甲海峡等水道与邻近海域进行水交换。,巴士,海峡,(,太平洋,),民都洛海峡，巴拉巴克海峡（苏禄海）,卡里马塔海峡（爪哇海）,马六甲海峡（印度洋）,其中，水深最深的巴士海峡及其西部毗邻区是黑潮主要影响区域,D.Zhao,OUC,60,古海洋学与全球变化研究,80,年代形成的古海洋学，海洋地质学的分支,从大洋沉积中的长岩芯提取古环境信息,研究方法：微体古生物法、地球化学方法和沉积学方法。,根据生物分布还可以推断古海岸线的位置。从底栖有孔虫的居住带和生物分异度可推断古水深。微体生物化石组合和延伸方向大体指明水团和海流流向。窄盐性动植物化石可作为判断海水盐度的指标。生物分异度和生物组合与温度梯度有关，分异度随着,纬度,升高而降低。海洋动植物的纬向分带标出了,气候带,利用海洋沉积物中某些元素和同位素的含量及其比值，可以确定古海水温度、盐度及,水团,研究成果：,（,1,）,3700,万年前，海底水温骤降,4-5,C,南极周围首次形成大规模海冰,（,2,）,1400,万年前，南极大陆形成冰盖,（,3,）,300-240,万年前，北半球冰盖形成,（,4,）,18000,年前，冰盖覆盖陆地面积的三分之一，厚可达,3km,，海面比现在低,85,米,（,5,）近,1,万年来，温度升高、冰川退缩、海面上升,古海洋学,是,新,兴起的,学科,，存在,不少,争论,和,假说,D.Zhao,OUC,61,62,第二章回顾,宇宙产生于,150,亿年，地球有,46,亿年的历史,太阳有,8,颗卫星，类地和类木行星,起源于火山爆发和岩浆运动的海洋形成于,6,亿年前,海岸、海滩（潮间带）和岸下坡,稳定型和活动型大陆边缘的主要区别,大陆架、大陆坡、大陆隆、大洋盆地,海沟、海山、海丘的定义,海沟是地壳潜没中心,地壳均衡说：陆地像冰山漂浮在海洋中,海底构造和大地构造学说的三个阶段：大陆漂移说、海底扩张说和板块构造说,地幔物质对流是板块运动的驱动力,磁场异常带证明洋中脊是新海洋地壳形成中心；大洋海底,2-3,亿年更新一次,板块运动的三种形式：拉伸、挤压和剪切,太平洋在收缩（洋中脊偏向一侧），大西洋和印度洋在扩张（洋中脊居中）,中国四大海及其分界,D.Zhao,OUC,63,第二章 思考题,利用地壳均衡说，如果陆地上的一座山峰被侵蚀,500m,，这座山峰的高度会降低,500m,吗？为什么,为什么在海洋中不太可能找到早于,3,亿年的磁场异常带,?,3.,试论述引起中国海岸带变迁的主要原因（,1000,字以上）,（,1,）港口建设,（,2,）围海造地,（,3,）径流变化,（,4,）。？,D.Zhao,OUC,