【正文】 海洋科學(xué)導(dǎo)論 30 海洋科學(xué)導(dǎo)論復(fù)習(xí)提綱第一章 緒論海洋科學(xué)研究?jī)?nèi)容:，平均深度約3800米，最大深度11034米。，占地球總水量的97%以上。地球科學(xué)：以地球?yàn)檠芯繉?duì)象的科學(xué)體系地球科學(xué)包括地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、大氣科學(xué)、海洋科學(xué)、水文科學(xué)、固體地球物理學(xué)。其相關(guān)學(xué)科有環(huán)境科學(xué)和測(cè)繪科學(xué)。 地理學(xué)：研究地球表面自然現(xiàn)象、人文現(xiàn)象以及他們之間的相互關(guān)系和區(qū)域分異的學(xué)科地質(zhì)學(xué)：關(guān)于地球的物質(zhì)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部特征、各圈層間的相互作用和演變歷史的知識(shí)體系大氣科學(xué)：研究大氣的各種現(xiàn)象及人類活動(dòng)對(duì)他的影響，這些現(xiàn)象的演變規(guī)律，以及如何利用這些規(guī)律為人類服務(wù)的一門綜合性學(xué)科水文科學(xué)：關(guān)于地球上水的起源、存在、分布、循環(huán)、運(yùn)動(dòng)等變化規(guī)律和運(yùn)用這些規(guī)律為人類服務(wù)的知識(shí)體系。海洋科學(xué)：研究地球上海洋的自然現(xiàn)象、性質(zhì)以及其變化規(guī)律，以及和開發(fā)與利用海洋有關(guān)的知識(shí)體系。海洋科學(xué)分為：物理海洋學(xué)、海洋化學(xué)、海洋生物、海洋地質(zhì)等四大學(xué)科。物理海洋學(xué)：以物理學(xué)的理論、技術(shù)和方法研究發(fā)生于海洋中的各種物理現(xiàn)象及其變化規(guī)律的學(xué)科。海洋化學(xué)： 研究海洋各部分的化學(xué)組成、物質(zhì)分布，化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)過程的學(xué)科。海洋生物學(xué)：研究海洋中一切生命現(xiàn)象和過程及其規(guī)律的學(xué)科海洋地質(zhì)學(xué)：研究海洋的形成和演變，海底地殼構(gòu)造和形態(tài)特征，海底沉積物的形成過程和有關(guān)海洋的起源及演化以及海洋地?zé)?、地磁?chǎng)和重力場(chǎng)等。 海洋科學(xué)的研究對(duì)象是地球表面的海洋，以及溶解或懸浮于海水中的物質(zhì)，生存于海洋中的生物、海洋底邊界、側(cè)邊界和上邊界。海洋科學(xué)特點(diǎn)：特殊性與復(fù)雜性；作為一個(gè)物理系統(tǒng)，海洋中的三態(tài)變化無時(shí)不刻不在進(jìn)行，是其他星球上未發(fā)現(xiàn)的。海洋作為一個(gè)自然系統(tǒng)，具有多層耦合的特點(diǎn)。研究特點(diǎn)：明顯依賴于直接觀測(cè)；信息論控制論系統(tǒng)論等方法在研究中越來越顯示其作用；學(xué)科分支細(xì)化與相互交叉滲透并重，而綜合與整體化研究的趨勢(shì)日益明顯。海洋學(xué)研究意義:1海洋與人類生存環(huán)境關(guān)系密切；（礦產(chǎn)、化學(xué)、生物、動(dòng)力）、航運(yùn)、港工、油氣開發(fā)；海洋學(xué)研究發(fā)展史 早期研究（麥哲倫，庫克，鄭和、王充、哥倫布、列文虎克、牛頓、貝努力、拉瓦錫、拉普拉斯）（達(dá)爾文、1872～1876年，英國“挑戰(zhàn)者”號(hào)考察被認(rèn)為是現(xiàn)代海洋學(xué)研究的真正開始。1925～1927年，德國“流星”號(hào)在南大西洋的科學(xué)考察，第一次采用電子回聲測(cè)深法）：（1957年，海洋研究科學(xué)委員會(huì)(SCOR)和1960年政府間海洋學(xué)委員會(huì)(IOC)的成立，促進(jìn)了海洋科學(xué)的迅速發(fā)展。）第二章 地球系統(tǒng)與海底科學(xué)地球的形狀:赤道面向外膨脹、沿地軸向內(nèi)收縮；不規(guī)則橢球體。梨形地球圈層結(jié)構(gòu)地球外部圈層（1）按自然地理學(xué)觀點(diǎn)，地球外部分為五大圈層，從外到內(nèi)： a、大氣圈 b、水圈——97%集中于海洋 2%以固態(tài)水存在 c、生物圈——滲透在另三大圈層內(nèi)部 d、巖石圈——屬于地球內(nèi)部圈層部分 e、人類圈 （智能圈） （2）按環(huán)境學(xué)觀點(diǎn)第五圈層為土壤層 （3）按大氣科學(xué)的觀點(diǎn)，第五層為冰雪圈，冰雪圈可包含在廣義水圈中 地球內(nèi)部圈層地球內(nèi)部因地震波傳播方向與速度不同由外而內(nèi)分為同心圈層結(jié)構(gòu)：地殼、地幔、地核；地殼與地幔的分界面為莫霍面（M面）；地核與地幔的分界面為古登堡面（G面）；地幔又可分為上地幔與下地幔；地核又可分為液質(zhì)外核與固質(zhì)內(nèi)核。地殼與上地幔：大陸性地殼平均厚度33km，上層為“硅鋁層”，下層為“硅鎂層”；海洋性地殼平均厚度為6km，上層為沉積層，中層是以玄武巖為主、上部夾有固結(jié)沉積巖的混合層，下層為大洋層。其中，地殼與地幔頂部的剛性巖石叫做巖石圈； 存在于上地幔60250km深處，地震波傳經(jīng)此處時(shí)，橫波波速發(fā)生明顯衰減?？赡苁谴颂幬镔|(zhì)發(fā)生部分熔融，引起塑性形變和緩慢流動(dòng)，此圈層稱為軟流層。內(nèi)圈層從外到內(nèi)：地殼、莫霍面（M）、地幔（上地幔、下地幔）、古登堡面（G）、地核（液質(zhì)外核、固質(zhì)內(nèi)核）海洋的劃分地表海陸分布：１、對(duì)庶分布:南極(為陸，北極為水；南半球海水連一體，北半球陸地連成一體；南半球水多，北半球陸多；三大洋似伸向大陸的三個(gè)大灣，成鼎狀分布。２、海陸分布不均衡:北半球，%，%；%%，%%。海洋的劃分洋：遼闊連續(xù)巨大的咸水體；全球共4個(gè)，遠(yuǎn)離大陸；%；水深2000m，平均3000m；底質(zhì)為紅粘土和軟泥；有獨(dú)立的潮汐與洋流系統(tǒng)；溫、鹽要素不受大陸影響；平均鹽度35，年變化小。海：陸地邊緣的咸水小水體；全球共54個(gè)，靠近陸地；%；水深2000m；底質(zhì)：陸沉積；無獨(dú)立潮汐和洋流系統(tǒng)，潮波是大洋傳入；溫、鹽要素受大陸影響很大。海灣——外寬內(nèi)窄，洋或海伸進(jìn)大陸的一部分。海灣中常出現(xiàn)最大潮差，如杭州灣大潮。海峽——兩塊陸地之間形成的兩端連接海洋的狹窄水道。 歷史上錯(cuò)位的稱呼：波斯灣、墨西哥灣——海；阿拉伯?！?。海的分類陸間海：大陸之間的，面積深度較大。例如—地中海、加勒比海。 內(nèi)海：伸入大陸內(nèi)部的海，面積較小，其水文特征受周圍大陸的強(qiáng)烈影響。世家海和波羅的海。邊緣海：位于大陸邊緣，以半島、島嶼或群島與大洋分隔。如東海、日本海。南大洋：三大洋在南極洲附近連成一片的水域稱為南大洋，又名南極水域。海洋學(xué)意義：它有自成體系的環(huán)流系統(tǒng)和獨(dú)特的水團(tuán)結(jié)構(gòu)，既是世界大洋地層水團(tuán)的主要形成區(qū)，又對(duì)大洋環(huán)流起著重要作用。 海底的地貌形態(tài)海岸帶：水位升高便被淹沒、水位降低便露出的狹長地帶即是海岸帶。海岸帶是陸地與海洋相互作用、相互交界的一個(gè)地帶（潮上帶，潮間帶，潮下帶）。海岸線：陸地與海面的交線。近期大潮平均高潮面與陸岸的交線。海岸動(dòng)力學(xué)：下界淺海波浪對(duì)海底開始起作用的地方，上界最高潮位激浪還能作用到的上限。潮間帶：高潮時(shí)的海岸線與低潮時(shí)的海岸線之間的帶狀區(qū)域。一、穩(wěn)定型大陸邊緣 ：由大陸架、大陸坡和大陸隆三部分組成。 大陸架：大陸周圍被海水淹沒的淺水地帶，是大陸向海洋底的自然延伸。其范圍是從低潮線起以極其平緩的坡度延伸到坡度突然變大的地方為止。大陸坡：大陸坡是一個(gè)分開大陸和大洋的全球性巨大斜坡，其上限是大陸架外緣（陸架坡折），下限水深變化較大。大陸?。捍箨懧∈亲源箨懫缕侣淳従弮A向洋底的扇形地，位于水深 （2000～5000m ）處。大洋盆地：又稱大洋床，是海洋的重要部分，地形廣闊而平坦，占海洋面積的72％以上。二、活動(dòng)型大陸邊緣 ：是全球最強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng)帶，最大特征是具有強(qiáng)烈而頻繁的地震和火山。（1）島弧亞型大陸邊緣 島弧亞型大陸邊緣主要分布在西太平洋，其組成單元除大陸架和大陸坡外一般缺失大陸隆，以發(fā)育海溝－島弧－邊緣海盆地為最大特點(diǎn)。這類大陸邊緣的島嶼在平面分布上多呈弧形凸向洋側(cè)，故稱島弧，大都與海溝相伴存在。（2）安第斯亞型大陸邊緣 安第斯亞型大陸邊緣分布在太平洋東側(cè)的中美－南美洲陸緣，高大陡峭的安第斯山脈直落深邃的秘魯－智利海溝，大陸架和大陸坡都較狹窄，大陸隆被深海溝所取代，形成全球高差（15km以上）最懸殊的地帶。 大洋底:位于大陸邊緣之間的大洋底是大洋的主體，由大洋中脊和大洋盆地兩大單元構(gòu)成。 大洋中脊：又稱中央海嶺，是指貫穿世界四大洋、成因相同、特征相似的海底山脈系列。大洋盆地：是指大洋中脊坡麓與大陸邊緣之間的廣闊洋底，約占世界海洋面積的1/2。 （2）海底高原： 海底高原又叫海臺(tái)，是大洋盆地中近似等軸狀的隆起區(qū)，其邊坡較緩、相對(duì)高差不大，頂面寬廣且呈波狀起伏。 （3）海山：大于1 000m者稱為海山 （4）深海平原：大洋盆地底部相對(duì)平坦的區(qū)域是深海平原 海底構(gòu)造與大地構(gòu)造學(xué)說 大陸漂移：他認(rèn)為，地球上所有大陸在中生代以前曾結(jié)合成統(tǒng)一的聯(lián)合古陸（或稱泛大陸），其周圍是圍繞泛大陸的全球統(tǒng)一海洋——泛大洋。中生代以后，聯(lián)合古陸解體、分裂，其碎塊——即現(xiàn)代的各大陸塊逐漸漂移到今日所處的位置。由于各大陸分離、漂移，逐漸形成了大西洋和印度洋，泛大洋（古太平洋）收縮而成為現(xiàn)今的太平洋。 海底擴(kuò)張：大洋中脊軸部裂谷帶是地幔物質(zhì)涌升的出口，涌出的地幔物質(zhì)冷凝形成新洋底，新洋底同時(shí)推動(dòng)先期形成的較老洋底逐漸向兩側(cè)擴(kuò)展推移，這就是海底擴(kuò)張。海底擴(kuò)展移動(dòng)的速度大約為每年幾厘米。板塊構(gòu)造二、邊緣海盆地的形成與構(gòu)造演化邊緣海盆地是指溝－弧體系陸側(cè)具有洋殼結(jié)構(gòu)的深水盆地，因其位于島弧后方，又稱弧后盆地，n （1）殘留型n （2）大西洋型n （3）陸緣張裂型n （4）島弧張裂型 海洋沉積 濱海沉積一、海灘沉積作用 波浪控制，沉積特點(diǎn)：海灘沉積物的粒度變化較大，可從粉砂到巨礫，而以砂、礫為主。沉積結(jié)構(gòu)的橫向和縱向變化與波能強(qiáng)弱有關(guān)。在橫向上粗顆粒多分布于破波帶，由此向岸、向海均變細(xì)。在縱向上顆粒沿海岸線遞變，波能強(qiáng)處顆粒粗，如岬角處往往發(fā)育礫石灘；波能弱處顆粒細(xì)，如岬角間的海灣則發(fā)育沙灘。（典型的海灘剖面分為后濱（平均高潮線至特大高潮線）、前濱（平均高、低潮線之間）、內(nèi)濱（平均低潮線至破波帶）和濱面（破波帶與內(nèi)陸架之間）四帶 二、潮坪沉積 n 潮汐動(dòng)力控制，沉積特點(diǎn)：平行等深線的帶狀形式被反復(fù)搬運(yùn)、沉積。（1）高潮坪是以懸浮載荷為主的搬運(yùn)沉積帶，主要是由粉砂和粘土等細(xì)粒物質(zhì)組成的泥質(zhì)沉積；（2）中潮坪則是床沙及懸浮載荷共存的過渡搬運(yùn)沉積帶，主要是砂質(zhì)和泥質(zhì)混合過渡沉積物。（3）低潮坪是以床沙載荷為主的搬運(yùn)沉積帶，堆積成具有多種交錯(cuò)層理的潮坪砂體；三、沙壩—瀉湖沉積體系 定義：泛指近海與海岸線延伸方向平行分布的一系列沙壩和沙島。被沙壩從毗鄰海域隔離出來，仍與海洋溝通或有溝通的淺水域稱為瀉湖控制因素：瀉湖一般為低能環(huán)境，波浪、潮流的作用都不強(qiáng)，僅潮流通道口附近的潮流較強(qiáng)。沉積特點(diǎn)：瀉湖沉積的組成有碎屑物質(zhì)和化學(xué)沉淀物，以碎屑為主，主要來自障壁、外濱，部分來自陸地。熱帶海岸瀉湖可能全由碳酸鹽質(zhì)的生物碎屑組成，高鹽瀉湖中可形成石膏、巖鹽等化學(xué)沉淀物。四、河口灣沉積 定義：河口灣是與開闊海洋自由溝通的半封閉沿岸水體，與河流相接并被徑流所淡化，上限為潮流界或沉積物進(jìn)行雙向搬運(yùn)的上界。河流作用區(qū)：搬運(yùn)、擴(kuò)散碎屑物質(zhì)的主要營力為徑流，潮流作用很弱。其沉積物以邊灘相為主，由交錯(cuò)層狀砂和粘土透鏡體組成；另外還有河道沉積（砂、粘土互層并含礫石）以及沼澤沉積（富含有機(jī)質(zhì)的粘土及粉砂）。河口環(huán)流作用區(qū)：～，細(xì)粒物質(zhì)的擴(kuò)散依賴于河口環(huán)流。該作用區(qū)的沉積相以潮道相為主， 由紋層狀粉砂、粘土組成，夾砂質(zhì)透鏡體，向海方向生物擾動(dòng)程度增大；另外還有由砂組成、偶含泥礫、具波痕構(gòu)造的沙灘相，由紋層狀泥和砂組成、具生物擾動(dòng)構(gòu)造的潮坪相以及由富含植物碎屑的粘土組成的沼澤相。海洋作用區(qū)：其營力有河口環(huán)流、潮汐、波浪和沿岸流，入口處的潮汐和波浪作用最強(qiáng)，而攜帶懸移質(zhì)的河口灣則由較深的潮道中注入外海。潮道中的沉積物為粗砂，淺灘沉積物為中細(xì)砂，兩者都具有小型交錯(cuò)層。五、三角洲沉積作用 定義：三角洲是河流攜帶的泥砂等物質(zhì)在濱海（湖）地帶形成的堆積體，由陸上和水下兩部分構(gòu)成，河口水流：決定三角洲發(fā)育和沉積物分布的主導(dǎo)因素是河口水流。近河口區(qū)的沉積物是砂、粉砂和粘土的混合物，以砂為主；遠(yuǎn)離河口的地帶主要是粘土落淤，砂和粉砂含量甚少。影響三角洲發(fā)育和沉積物分布的自然因素還有徑流量和輸砂量、潮汐和潮流、波浪等。 大陸架沉積（1）殘留沉積：殘留沉積以砂為主，大都分布在外陸架，現(xiàn)代沉積速率低的內(nèi)陸架上也有分布。（2）現(xiàn)代沉積：現(xiàn)代沉積物大都分布于內(nèi)陸架，向海變薄，外陸架很少分布。（3） 準(zhǔn)殘留沉積（變余沉積）： 大陸坡－陸隆沉積：連續(xù)過程包括水柱中的沉降作用、渾水羽狀流和底層流作用。不連續(xù)過程則包括濁流、碎屑流、滑動(dòng)等方式。 大洋沉積：（1）遠(yuǎn)洋粘土，主要分布在太平洋，%。大西洋和印度洋分布局限。（2）鈣質(zhì)生物沉積，主要集中在南北緯60176。之間。（3）硅質(zhì)生物沉積，太平洋赤道帶、環(huán)北極的不連續(xù)帶和環(huán)南極的連續(xù)帶一：濱海砂礦，可分為三大類：非金屬砂礦，重金屬砂礦，寶石及稀有金屬砂礦（鈦礦）二：石油和天然氣 （中海油）三：磷鈣石和海綠石，儲(chǔ)量為千億砘。1：磷鈣石，又稱磷鈣土，是一種富含磷的海洋自生磷酸鹽礦物，這是制造磷肥，生產(chǎn)純磷和磷酸的重要原料。分布：大陸邊緣磷鈣石（主要開采），大洋磷鈣石。形態(tài)：磷鈣石結(jié)核（最為重要），磷鈣石砂，磷鈣石泥。2：海綠石（硅酸鹽，鐵，鉀，鋁等），分布于30米到3000米，分布在大陸邊緣和大洋，制造磷肥，主產(chǎn)純磷和磷酸的重要原料四：錳結(jié)核和富鈷結(jié)核：1錳結(jié)核（鐵錳的氧化物和氫氧化物組成，一些微量元素），儲(chǔ)量為15~301011t ，存在于深海3000米左右，難開采，主要分布于太平洋，其次印度洋和大西洋（量少）。2：富鈷結(jié)殼（錳，鈷等沉積物），化合物鈷是戰(zhàn)略物資，備受世界各國的重視。分布于水深不足2000米的半深水區(qū)，形態(tài)：殼狀沉積物，不規(guī)則，含鈷（Co）2%。五：海底熱液硫化物，130多處海底熱液活動(dòng)區(qū)。分為兩種類型：層狀重金屬泥和塊狀多金屬硫化物，前者以紅海最典型，稱為“紅海區(qū)”，后者主要產(chǎn)生于洋中脊的裂谷帶，稱“洋中脊型”。六：天然氣水合物，“海冰”冰晶狀固體化合物，成份為甲烷（%）水（%）；條件為低溫高壓。若充分分解，1m3的天然氣水合物可釋放150m3的甲烷氣，是世界天然氣探明儲(chǔ)量的10多多倍。第三章 海水的物理特性和世界大洋的層化結(jié)構(gòu) 海水的主要熱學(xué)和力學(xué)性質(zhì)水的反常密度變化：水分子的締合的原因。水分子締合成分子晶體，其晶格排列松散，體積增大，故密度減小。 t 4 ℃時(shí)有利于分子的締合。0 ℃水結(jié)冰時(shí)，水分子全部締合成一個(gè)巨大的分子晶體，體積增大，密度減小，所以冰總是浮在水面上。0 ℃—4 ℃升溫過程中，較大的締合分子離解為較小的締合分子，體積收縮，密度增大。 鹽度：1千克海水中所含溶解物質(zhì)的總克數(shù) 氯度：一千克海水中，將溴和碘以氯代替后所含氯的總克數(shù)稱為氯度。 標(biāo)準(zhǔn)海水：用AgNo3的濃度，為此需要配制一種標(biāo)準(zhǔn)溶液，來校準(zhǔn)硝酸銀的濃度，為此配制一種準(zhǔn)確知道其氯度值的“標(biāo)準(zhǔn)海水”，作為國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來