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L3測海象 (3-1測海象 (波浪與海岸地形 (沿岸海水流動 (沿岸流 (海水沿海岸而行;受風向、波浪、地形影響), 離岸流…
L3測海象
3-1測海象
海流的觀測
浮標觀測
浮標上有全球定位儀,水面下有纜繩串連水下擋流裝置,受海流推動帶動浮標流動
定點錨碇的海流量測
音響釋放儀可用聲音遙控開鎖→測量某一固定點隨時間變化的海流資訊
音響式都卜勒流剖儀
量測海流的順時流速,繪製海域的流場分布
古代:瓶中信、航行紀錄→推斷海流的流速
波浪與潮汐的觀測
波浪
壓力計
:波浪起伏→淺水海域)
浮球式波浪儀
:波高、週期、波浪行進方向
早期:目測
海上觀測浮標
:波浪觀測→深水海域
音響式都卜勒流剖儀
:波浪
潮汐
壓力計
→小孔可讓海水緩慢進出,濾除波浪影響
浮筒式潮位儀
→浮筒隨水位的升降來帶動滑輪組
皆為觀測海水變化,同時也可討論全球暖化造成海水位上升、氣候變遷等研究
溫鹽圖
溫度、鹽度隨身度變化的圖,用來探討海水的垂直結構
追蹤各層海水的來源、推論各層海水大致方向→討論水團間的混合狀況
溫鹽曲線的起始到每一轉折點皆可視為一水團
鹽度受溫度及水壓影響→海水越深,鹽度不一定越大
波浪與海岸地形
侵蝕和堆積是海岸地形地貌變化的主要因素
水深變淺,波浪產生折射,波浪以垂直海岸線方向行進至海岸
凸出的海岬→侵蝕+凹入的海灣→堆積
→海岸線平直
沿岸海水流動
沿岸流
海水沿海岸而行;受風向、波浪、地形影響
離岸流
由海岸向外海移動;受風向、海岸地形、水流方向影響
突堤效應
上游堆積,下游侵蝕
海水深度的測量
影響量測:
聲波速度
聲波速度因溫度、鹽度、壓力增加而增加
上層海域→深度增加,溫度下降,聲速下降
深海→深度增加,壓力增加,聲速增加
最主要影響因素是壓力
聲發頻道
1公里→聲速最小
1公里向下傳遞→速度變大→折射角變大
1公里向上傳遞→速度變大→折射角變大
方法
1920前→繩索量測→點
1920後→探測儀→面
單波束→單一聲波→獲得單一筆資料
多波束→許多聲波→
海床描繪
量測儀器
溫鹽探儀CTD
可測溫度、鹽度、廣泛使用
導電度C→鹽度→鹽類以離子存在
溫度T
水壓D→深度→每深10公尺,增加1大氣壓
拖曳式溫鹽探儀
反轉式溫度計
費時、量測深度有限
3-2海底地貌
洋底盆地
大陸邊緣與中洋脊間的深海區、佔海洋面積45%、深度約4000~6000m
深海丘陵
中洋脊隨板塊移動因冷卻而下沉變深
深海平原
世界最平坦之處
海底山
岩漿湧出處可形成海底火山、海底火山島鏈,大量岩漿則可形成海底火山高原
夏威夷島鏈、天皇海底火山群、安東爪哇高原
海底山以太平洋分布最為普遍
中洋脊
在洋底盆地中、佔海洋面積33%、
世界上最長的火山山脈
側翼
離脊頂越遠,沉積物越厚
脊頂
中洋脊最高處、位於板塊擴張帶
轉型斷層與破裂帶
中洋脊最明顯特徵→橫截脊軸的轉型斷層+向兩側延伸的破裂帶
三大洋中洋脊比較
大西洋
位於大西洋中央,有中央斷裂谷
太平洋
位於太平洋的東南側、無中央斷裂谷→太平洋板塊移動速度快
印度洋
人字形,有中央斷裂谷
冰島
大陸邊緣
近陸側、佔海洋面積22%、陸地沉積物大多在此、
板塊活動度
非活動性大陸邊緣
(大西洋型大陸邊緣)
沒有火山和地震
寬廣且平緩,可明顯看到大陸棚、大陸坡、大陸緣積
不在板塊邊界上、相鄰的大陸海洋地殼為同一板塊
大西洋、印度洋、北極海和南極洲的大部分周緣地帶
活動性大陸邊緣
(太平洋型大陸邊緣)
板塊邊界上,相鄰的大陸海洋地殼為不同的板塊
大陸棚較窄、大陸坡較陡、大陸緣積被海溝取代
太平洋周緣地帶、南美洲西部
隱沒帶火山、淺中深源地震皆有
坡度變化
大陸坡
坡度最陡、有許多海底峽谷向下一直到洋底盆地
海底峽谷→由濁流沖刷而成,為陸地沉積物入深海底的通道
大陸緣積
沉積物堆積而成、並非所有大陸邊緣都有
大陸棚
坡度最緩
海溝
板塊邊界、多數集中於太平洋、
最深海溝為馬里亞納海溝
、
最常海溝為祕魯─智利海溝
台灣周邊的海底地形
南部→馬尼拉海溝為南海海盆與呂宋島弧交界處最主要的地形
東北部→蘭陽平原向外延伸為沖繩海槽、沖繩海槽向南銜接琉球島弧、琉球海溝平行琉球島弧水深超過6000m
3-3海洋地殼
構造
方法
鑽井船
結果→海洋地殼平均厚度7公里:沉積物→玄武岩→輝長石→橄欖延(上部地函)
利用震波傳遞速度快慢的變化性
海洋岩石圈組成
海洋地殼
玄武岩
輝長石
沉積物
軟流圈上的上部地函→橄欖岩
鑽探成果
中洋脊新生海洋地殼沉積層薄,容易曲的上部地含的物質
證實海底擴張和板塊構造學說→大西洋海底鑽探的取樣和定年分析
重建古海洋歷史
深部生物圈的發現
天然氣水合物的發現→低溫高壓的固態物質,21世紀最具經濟潛力的能源
空前活躍的火山活動→氧原子的同位素比值測定
地球號→鑽過海洋地殼下的莫何面,到達地函
特性
地磁條帶
平行排列於中洋脊兩側,對稱洋脊軸
海洋沉積物
海洋生物殘骸和泥砂為主,逐漸移近大陸,來自陸地的沉積物便快速增加
孟加拉灣承接了西藏高原的大量沉積物→
最厚的沉積層
地殼年齡
中洋脊生成新的海洋地殼,藉
地函熱對流
把較早生成的推向兩側
老於2億年的海洋地殼在海溝隱沒,最老的海洋地殼約1億8千萬年→馬里亞納海溝東側
岩石圈厚度
離中洋脊越遠,越厚