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Ch3測海象 (3-1測海象 (波浪與海岸的地形 (沿岸海水流動 (沿岸流 (受風向、波浪、地形影響), 離岸流…
Ch3測海象
3-1測海象
海流的觀測
早期
源於航海者的自動回報
瓶中信
推測海流的流速
現在
浮標觀測
測海流流速與流向
定點錨碇的海流量測
測某一固定點上隨時間變化的海流資訊
音響室都卜勒流剖儀
可以不斷量測海流的瞬時流速
繪製出海流的流場分布
波浪及潮汐的觀測
波浪的觀測
壓力計
紀錄波浪起伏所引起的海水壓力變化
適合淺水海域
浮球式波浪儀
量測波高、週期、波浪行進方向
臺中港建港數據有輔以使用
早期藉航海者的目測回報
海上觀測浮標
深水海域的波浪觀測
音響式都卜勒流剖儀
潮汐的觀測
壓力計
放置於留有一個小孔的靜水井
濾除波浪的影響
浮筒式潮位儀
龍洞、東石港
利用浮筒隨水位的升降來帶動滑輪組
紀錄水位的高度變化
用途
討論全球暖化造成海水水位上升
氣候長期變遷研究
溫鹽圖
溫度、鹽度變化
用途
追蹤各層海水的來源
起始端、每一轉折點可視為一水團
中間則為上下水團的混合水
對比全世界已被認知的水團溫鹽值
推論海水來源
推論各層海流的大致方向
波浪與海岸的地形
彎曲、多灣、岬
侵蝕、堆積作用
平直
沿岸海水流動
沿岸流
受風向、波浪、地形影響
離岸流
受風向、海岸地形、水流方向影響
水深變淺
波浪以垂直海岸線方向行進
突堤效應
上游
堆積
下游
侵蝕
侵蝕、堆積作用
海水溫度與鹽度的量測
量測儀器
溫鹽深儀(CTD)
反轉式溫度計
SeaSoar(拖曳式)溫鹽深儀
溫鹽深儀
C
導電度
鹽度
鹽度越高、離子越多、導電度愈高
T
溫度
溫度
直接測量溫度
D
水壓
深度
海水每深10公尺,約增加一大氣壓
海水深度的量測
測量水深的方法
1920年代以前
繩索量測
範圍:點
1920年代以後
測深儀
聲納系統
多波束
海床測繪的主要工具
範圍:面
單波束
單筆資料
影響水深量測的重要因子-聲波速度
海水的溫度、鹽度、壓力
上層海域
溫度隨水深增加而減少
聲速隨水深增加而減少
深海
影響主要因素為壓力
壓力隨深度增加
聲速增加
電磁波不能穿透海水
無法應用在海水深度測量
依靠船隻出海量測
近岸淺海
光學原理遙測衛星的影像資料
判斷水的深淺
聲發頻道
水深在一公里左右處
聲宿最小
聲音被限制在這區域內傳播
聲發頻道
一公里
速度最小
由一公里向上傳遞
速度由小變大
折射角變大
由一公里向下傳遞
速度由小變大
折射角變大
3-2海底地貌
洋底盆地
介於大陸邊緣和中洋脊之間的深海地區
占海洋面積45℅
深度4000~6000m
深海丘陵
分布於深海平原像中洋脊的一側
中洋脊隨著板塊移動因冷卻下沉變深,但崎嶇表面未被沉積物蓋滿的部分
海底山
岩漿可形成海底火山高原
在太平洋中最為普遍
岩漿湧出處可形成海底火山或海底火山島鏈
深海平原
世界最平坦之處,坡度<0.06度
沈海沉積物來源
中洋脊
在洋底盆地
占海洋面積33%
長8萬km,寬1000km
世界最長的火山山脈
側翼
在脊頂與洋底盆地之間
對稱性
側翼上的沉積物離脊頂越遠厚度越厚
轉型斷層
橫截脊軸
脊頂
中洋脊地形區最高的地方
位在板塊擴張帶
中央斷裂谷為岩漿上湧區
破裂帶
兩側延伸
三大洋中洋脊比較
太平洋
在太平洋東南側
寬2000~4000km
印度洋
人字型
大西洋
在大西洋中央
寬1000~2000km
大陸邊緣
近陸側
占海洋面積22%
陸地的沉積物多位於此
依坡度變化
大陸緣積
位於大陸坡和洋底盆地之間
堆積出得沉積物可達數km厚
並非所有的大陸邊緣都有大陸緣積
大陸坡
大陸邊緣中坡度最陡的區域,坡度約4度
海底峽谷
濁流
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海溝
比相鄰的洋底盆地深2~4km
世界最深的10條海溝都超過8000m
多在太平洋
馬里亞納海溝
世界最深的海溝,最深處超過11000m
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長而窄的海底陷落帶
板塊邊界
祕魯-智利海溝
最長的海溝,全長5900km
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大陸棚
由海岸向外延伸被海水所覆蓋的區域
水深100m~200m,南極大陸附近的最深可達350m
大陸邊緣中坡度最緩的區域
寬度幾km至超過400km
依板塊活動度
活動性大陸邊緣
明顯看到大陸棚、大陸坡與大陸緣積,有著寬廣且平緩的地貌
大西洋型大陸邊緣
沒有火山、地震
大西洋,印度洋,北極海和南極洲的大部分周緣地帶
不在板塊邊界上
非活動性大陸邊緣
大陸棚較窄,大陸坡較陡,大陸緣積被海溝取代
太平洋型大陸邊緣
有火山、地震
在太平洋周緣地帶
在板塊邊界上
臺灣周邊海底地形
東南部及南部
海脊,海槽,海溝
東部
大陸坡,海溝
西南部
大陸坡
東北部
海槽,海槽,島弧
西部
大陸棚
3-3海洋地殼
海洋地殼的特性
地磁條帶
磁性倒轉的現象
平行排列在中洋脊兩側
對稱於中洋脊
海洋沉積物
種類
海洋生物殘骸
泥砂
接近大陸
陸上的沉積物快速增加
大西洋兩岸大陸邊緣
五公里厚的沉積物
北印度洋的孟加拉灣
西藏高原大量沖刷下來的沉積物
20公里厚
海洋地殼最厚的沉積岩
地殼年齡
老於兩億年的海洋地殼大都在海溝處隱沒消失
最老的海洋地殼
一億八千萬年
西太平洋的馬里亞納海溝
由中洋脊向兩側逐漸變老
岩石圈厚度
離中洋脊越遠
越厚
海洋地殼的構造
海洋岩石圈的組成
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岩層隙縫
從軟流圈向上侵入後冷卻的玄武岩脈
研究方法
直接方法
鑽井船
鑽取岩心直接取樣
結果
平均厚度:七公里
第一層
沉積物
第二層
玄武岩
第三層
緩慢凝固的輝長岩
海洋地殼以下
橄欖岩為主的上部地函物質
間接方法
利用震波
傳遞速度的快慢變化特性
海洋探鑽的成果
大型鑽井船
證實海底擴張和板塊構造學說
大西洋海底探鑽
海洋地殼磁性一長條譜可對應兩側玄武岩基盤年齡越來越老
重建古海洋歷史
海洋微體化石和沙塵
提供白堊紀末期恐龍大滅絕事件以及地中海一度乾涸的有力證據
深部生物圈的發展
海底下800公尺仍活躍著大量微生物
全球地表生物總量的十分之一
天然氣水合物的發現
低溫高壓
與水分子包含在一起形成一種固態物質
空前活耀的火山活動
古生物外殼碳酸鈣所含氧原子同位素比值測定
探鑽太平洋及印度洋深海底的火山高原
白堊紀中期
平均氣溫比現今高6~8度
南北極無冰帽
活躍的火山活動
釋出大量二氧化碳
地球號
研究
鑽過海洋地殼底下的莫荷面
達到地核
沉積岩很薄
相對於陸地比較容易取得上部地函的物質