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測海象 (測海象 (海水深度的量測 (影響水深的探測因子-聲波速度 (水中的聲速會因海水鹽度、鹽度、壓力增加而增加,…
測海象
測海象
海水深度的量測
淺水可用光學原理遙測衛星的影像判斷深淺
量測水深的方法
1920前:繩索量測
1920後:測深儀,用聲納來探測
單波束:由單一聲波感應器完成發射及接收
多波束:同一時間可產生許多聲波波束,得到許多測點的深度
影響水深的探測因子-聲波速度
水中的聲速會因海水鹽度、鹽度、壓力增加而增加
上層海域:受溫度影響較大,越深聲速越慢
深海:收壓力影響較大,越深聲速會增快
發聲頻道:水深在1km聲速最小,聲速被限制在這個區域內傳播
波浪與海岸地形:侵蝕和堆積是主要的變化因素
沿岸流:受風向、波浪及地形影響
離岸流:與風向、海岸地形及水流方向有關
突堤效應:上由堆積,下游侵蝕
海水溫度與鹽度的量測
測量儀器
溫鹽探儀(CTD):今日最廣泛使用的,測出溫度、壓力、導電度,算出海水鹽度,常與採水瓶一起使用
拖曳世溫鹽探儀
反轉式溫度計:費時,探測深度有限
溫鹽探儀
T:溫度,直接測量
D:水深,用水壓換算
C:導電度,用海水中離子測出鹽度
海流的觀測
早期:航海者的紀錄,瓶中信推斷海流的速度
現在
定點錨碇:測某一固定點上隨時間變化的海流資訊,音響釋放儀在進行收回時可用聲控遙控開鎖
音響式都卜勒流剖儀:不斷測量海流瞬時速度,繪製海域的流場分部,現今最普遍
浮標觀測:由浮標位置的移動測海流流速與流向,浮標上有全球定位儀和無線電或衛星電話
波浪及潮汐的觀測
波浪
浮球式波浪儀:量測波高、週期、波浪進行方向,台中港建港前使用過
海上觀測浮標:深水海域的波浪觀測
壓力計,放置海底儲存波浪起伏,適合淺海
音響式都卜勒流剖儀
早期航海者的回報
潮汐
壓力計:常用於潮汐的測量
浮筒式潮位儀:利用浮筒的水位來記錄
溫鹽圖:追蹤各層海水來源、推論各層海流的大致方向,並討論水團與水團間的混合情況
海底地貌
台灣周邊海底地形
西南海域:大陸坡
東南及南方海域:海脊、海槽、海溝
西部海域:大陸棚
東部海域:大陸坡、海盆
東北部海域:海槽、海溝、島弧
洋底盆地
深海丘陵:分部深海平原向中洋脊一側
海底山:岩漿湧出形成海底火山或海底火山島鏈,太平洋最普遍
深海平原:世界最平坦之處,多沉積物
中洋脊
側翼:不斷往兩邊擴張形成對稱性,越久越厚
轉形斷層與破裂帶:中洋脊地形明顯特徵是橫截脊軸的轉形斷層與兩側延伸的破裂帶
脊頂:中洋脊區最高的地方,板塊的擴張帶,多在海面下,冰島除外
大陸邊緣
依坡度變化分
大陸坡:大陸邊緣最陡的地方,有許多海底峽谷由濁流沖刷而成,陸源沉積物輸入海底重要管道
大陸邊緣:由沉積物堆出的一個平緩地帶
大陸棚:大陸邊緣坡度最緩的地方,水深不超過200m
海溝:為板塊邊界,多數集中在太平洋,馬里亞納海溝最深
依板塊活動度分
非活動性大陸邊緣:不在板塊邊界上,沒火山地震,地形寬廣較平緩,大西洋型大陸邊緣
活動性大陸邊緣:在板塊邊界上,隱沒帶火山,淺、中、深地震,地形寬廣較陡,太平洋型大陸邊緣
海洋地殼
海洋鑽探成果
海洋地殼較薄
證實海底擴張和板塊構造學說:大西洋海底鑽探,中洋脊兩側岩石越遠越老
重建古海洋歷史
深部生物圈的發現
天然氣水合物的發現:天然氣在低溫高壓與水分子結合形成一種固態物質
空前活躍的火山活動:古生物外殼碳酸鈣所含氧原子的同位素比值測定
地球號:目標鑽過海底下的莫荷面,達到地函
海洋地殼的特性
地磁條帶:海洋地殼有對稱的地磁
海洋沉積物:主要以海洋生物殘骸、泥沙為主越靠近陸地沉積物會快速增加,孟加拉灣有世界最厚的沉積層
地殼年齡:中洋脊處誕生新地殼藉由地函熱對流把海洋地殼推向兩側,兩億年的海洋地殼都在海溝處隱沒,全世界最老海洋地殼1億8千年在馬里亞納海溝
岩石圈厚度:離中洋脊越遠越厚
海洋地殼構造
研究方法
直接方法:透過鑽井船鑽取岩心直接取樣
結果:平均厚度約7km,分三層,第一層沉積物,第二層玄武岩,第三層輝長岩,海洋地殼下則是以橄欖岩為主的上部地函物質
間接方法:利用震波在不同岩層的速度不同