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測海象 (測海象 (海深測量 (方法 (1920後測深儀 (單波束:只能得到單筆資料, 多波束:可獲多筆資料), 1920前,繩索測量),…
測海象
測海象
海深測量
依靠船隻測量
淺海可由光學原理遙測衛星測量
方法
1920前,繩索測量
1920後測深儀
單波束:只能得到單筆資料
多波束:可獲多筆資料
影響水深量測因子
聲波速度:因溫、鹽、壓增加而增加
但上層海域相反
聲發頻道
水深約一公里
聲宿醉小,聲音被限制在此區
向上傳,速度變快,折射角大
向下傳,速度變大,折射角大
波浪與海岸地形
地形面貌受海水運動影響,侵蝕、堆積最主要
波浪會因水位深淺產生折射
海岬
突出處有聚集效果,侵蝕
海灣處波浪輻散,堆積
彎曲
海岬侵蝕後
平直
沿岸海水流動
沿岸流
受風向、波浪、地形影響
沿岸邊
離岸流
由海岸向外流
風向、地形、水流方向影響
突堤效應
上游堆積,下游侵蝕
溫鹽圖
溫、鹽隨深度的變化圖
探討海水垂直結構
用途
推測各層海流大致方向
討論水團雨水團的混和情況
追蹤各層海水來源
海水溫、鹽測量
量測儀器
反轉式溫度計
裝置於南森瓶外一同下水作業
現今少使用
1900年代問世,較正確測量的開始
缺:費時、可測量深度有限
SeaSore(拖曳式)溫鹽深儀
利用船後纜線牽引,不停上下測量,獲取航線垂直面上的資料
溫鹽深儀(CTD)
以鋼纜電纜線施放,資料可即時傳送
與採水瓶一起使用
電子儀器直接測量鹽度、溫度、導電度並換算深度與海水鹽度
較廣泛使用,海洋研究船基本之配備
溫鹽深儀
T
測溫度
直接測量
得知溫度
D
得知深度
因壓力公式
測水壓
C
測導電度
得知鹽度
鹽度刀,離子多,導電度高
海流的觀測
早期
大範圍源於航海者的自動回報
根據船隻航行紀錄去繪製海流圖
追蹤漂浮物;例:瓶中信
現在
方法
定點錨錠
海流儀依不同形式綁在纜繩不同處;音響釋放儀置纜繩與重錘中,收回時解開與重錘連結即可
音響式都卜勒流剖儀
安裝於船底,利用聲波對海流的反射推測海流流速,可同時測不同深度,現今最普遍之儀企
浮標觀測
浮標裝有無線電、衛星電話、GPS,底下以纜繩串聯水下擋流裝置,測流速、流向
波浪與潮汐觀測
波浪觀測方法
早期:航海者回報
範圍廣,不準確
壓力計
記錄波浪起伏的水壓變化,置於海底
適合淺水區域
浮球式波浪儀
測波高、週期、行進方向
海上觀測浮標
似浮球式波浪儀
為深水海域的
音響都卜勒流剖儀
可測海流流速與波浪
潮汐觀測
壓力計
常用於潮汐測量
下方有小孔,濾除波浪影響
浮筒式潮位儀
利用水位升降帶動滑輪,紀錄水位高度
常以觀測當地海水位變化
用途:潮汐預報、討論全球暖化水位上升、氣候長期變遷之研究
海底地貌
中洋脊
側翼
有對稱性
離脊頂越遠,沉積物越多
轉型斷層&破裂帶
中央斷裂谷被轉型斷層錯開
太平洋板塊移動最快,因此無中央斷裂谷
中洋脊的明顯特徵
脊頂
中洋脊最高處
板塊擴張帶,岩漿上湧區,火山頻繁;例:冰島
三大中洋脊比較
太平洋
寬2000~4000km
側翼坡度較緩,起伏程度小,沒有中央斷裂谷
位於東南側
印度洋
中洋脊呈現人字形
無中央斷裂谷
大西洋
位於中央
寬1000~2000km
中央斷裂谷深1~2km,寬幾十公里
三大地形
大陸邊緣
佔海洋面積22%
陸地沉積物大多在此
近陸側
海底盆地
佔海洋面積45%
深度約4000~6000m
大陸邊緣與中洋脊之間
中洋脊
佔海洋面積33%
全長8萬公里,寬1千公里,世界上最長火山山脈
海底盆地中
海底盆地
深海丘陵
深海平原向中洋脊一側
中洋脊冷卻並下沉變深,崎嶇表面未被沉積物蓋滿
海底山
可形成海底高原
太平洋的安東爪哇高原
太平洋分布最廣
岩漿湧出處,可成海底火山鏈
夏威夷島鏈、天皇海底火山群
深海平原
世界最平坦處,坡度<0.06度
此處沉積物來源:濁流、生物殘骸
台灣周邊海底地形
向東經琉球島弧;向南呂宋島弧
海底東深西淺
地形
東南部、南部
海幾、海槽、海溝
恆春海脊&北呂宋海槽
南方馬尼拉海溝
東部
大陸坡、海盆
向東延伸幾十公里,就從3000~5000m
西南部(澎湖群島南方)
大陸坡
深由100m~3000m,高屏大陸坡
底部與南海海盆相連
東北部
海槽、海溝、島弧
蘭陽平原向外,沖繩海槽
再向南,琉球島弧
平行琉球島弧,琉球海溝
西部(台灣海峽)
大陸棚
深60m
大陸邊緣
依板塊活動分
活動性大陸邊緣
隱沒帶火山,地震(深、中、淺源)
大陸棚窄,大陸坡陡,大陸積緣被海溝取代
位於板塊邊界上
太平洋型大陸邊緣
非活動性大陸邊緣
無火山、地震
有明顯大陸棚、坡、積緣,寬廣且平緩
不在板塊邊界上
大西洋型大陸邊緣
大西洋、印度洋、南極海、南極洲周緣
依坡度分
大陸坡
許多海底峽谷
濁流沖刷而成
坡度最陡,約4度
陸源沉積物輸入深海重要通道
海溝
大多集中在太平洋
最深,馬里亞納海溝,深1100m
窄而長,海底陷落帶,板塊邊界
最長海溝,智利海溝,長5900m
大陸棚
坡度最緩地區
水深100~200m
寬~400km
南極大陸最深,350m
大陸緣積
沉積物堆積的平緩地帶
並所有大陸邊緣都有
海洋地殼特性
地殼年齡
地函熱對流將中陽脊兩側向外推,越外越老
大於2億年地殼都已在海溝處隱沒,做海洋岩石圈循環
現今最老殼1億8千年,馬里亞納海溝東側
地磁條帶
海洋地殼有磁性倒轉現象,平行於中陽脊兩側,互相對稱
海洋沉積物
以海洋生物殘骸及泥沙為主
越接近陸地越多,沉積物增加越快
大西洋兩側都有>5公里厚的沉積物
孟加拉灣,有最厚沉積物
岩石圈厚度:離中洋脊越遠越厚
海洋探鑽結果
海洋地殼較薄,容易取得上部地函物質
利用大型鑽井船所獲得的重大成果
深部生物圈的發現
天然氣水合物的發現
重建古海洋歷史
將沉積物中的化石及沙塵做分析、定年
空前活耀的火山活動
利用含氧原子的同位素比值測定&冰芯
證實海底擴張及板塊溝造學說
來自大西洋海底鑽探
地球號
2007開始執行
研究氣候環境變遷、地震成因、海洋地殼內高壓、高溫、缺氧環境下的生命形式、鑽過莫荷面達到地函
2005建造
海洋地殼構造
研究方法
直接
透過鑽井船,鑽取岩心
結果
平均厚度七公里
分三種岩性
玄武岩
輝長石
沉積物
間接
利用震波與岩層的岩性(傳遞速率的不同
海洋岩石圈組成
海洋地殼
玄武岩,V=4~5m/s,1~2公里厚
輝長石,V=7m/s,3~5公里厚
沉積物,V=2~4m/s,0~1公里厚
上部地函(軟流圈上
橄欖岩,V>8m/s,
從軟流圈上來冷卻後的玄武岩,V=5~6m/s