海洋科学导论

海洋科学导论 1、试述“板块构造理论”的主要内容，你如何理解它是地学史上的一场革命, 答:主要内容分为以下几点: 地构造 板块构造的基本思想板块构造学说认为:地球表层的硬壳——岩石圈，相对于软流圈来说是刚性的，其下面是粘滞性很低的软流圈。岩石圈并非是整体一块，它具有侧向的不均一性，被许多活动带如大洋中脊、海沟、转换断层、地缝合线、大陆裂谷等分割成大大小小的板块。整个岩石圈可以理解为由若干刚性板块拼合起来的圈层，板块内部是稳定的，而板块的边缘和接缝地带则是地球表面的活动带，有强烈的构造运动、沉积作用、深成作用、岩浆活动、火山活动、变质作用、地震活动，又是极有利的成矿地带。其次，岩石圈板块是活动的，是围绕着一个旋转扩张轴在活动的，并且以水平运动占主导地位，可以发生几千千米的大规模的水平位移;在漂移过程中，板块或拉张裂开，或碰撞压缩焊结，或平移相错。这些不同的相互运动方式和相应产生的各种活动带，控制着全球岩石圈运动和演化的基本格局。总之，板块构造说是海底扩张说的发展和延伸，而从海底扩张到板块构造，又促进了大陆漂移的复活。因此，人们称大陆漂移、海底扩张和板块构造为不可分割的“三部曲”。 板块划分 1968年勒皮顺根据各方面的资料，首先将全球岩石圈划分成六大板块，即太平洋板块、欧亚板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块和南极洲板块。除太平洋板块几乎完全是海洋外，其余五大板块既包括大块陆地，又包括大片海洋。随着研究工作的进展，又有人进一步在大板块中划分出许多小板块。如美洲板块分为北美和南美板块，印度洋板块分为印度和澳大利亚板块，东太平洋单独划分为一个板块，欧亚板块中分出东南亚板块以及菲律宾、阿拉伯、土耳其、爱琴等小板块。 板块的边界及其类型 1.拉张型边界 又称分离型边界，主要以大洋中脊(或中隆、海岭)为代表。它是岩石圈板块的生长场所，也是海底扩张的中心地带。其主要特征是岩石圈张裂，基性、超基性岩浆涌出，并伴随有高热流值及浅震。在洋脊两侧或分布有直线排列的火山或平顶山，它们的年龄与离开洋脊的距离成正比。原先在洋脊形成的火山锥，被海浪侵蚀作用把顶截去，形成平顶山，并逐渐向两侧推移，顶部海水深度也随离洋脊的距离而加大，有时上面被数千米厚的珊瑚礁所覆盖。 2.挤压型边界 主要以岛弧-海沟为代表。在西太平洋这种型式最为典型，如日本岛弧-海沟、千岛岛弧-海沟、汤加岛弧-海沟等。这里是两个板块相向移动、挤压、对冲的地带。除此之外，还有另一种型式叫做山弧-海沟型。如果是两个大陆板块汇合相撞，则出现又一种型式，一侧是高山，一侧是地缝合线，叫做山弧-地缝合线型。3.剪切型边界 又称平错型边界，这种边界是岩石圈既不生长，也不消亡，只有剪切错动的边界，转换断层就属于这种性质的边界。 转换断层 是J.T.Wilson于1965年提出的一种新型断层，它构成了板块构造模式中最 重要的特点之一。大洋中脊常为垂直于它的横断层所错开，并常切成许多段。从表面看，这些断层非常像平推断层，但经过地震发震机制等研究，它又和平推断层有许多差异。其主要区别是:(1)大洋中脊被平推断层错开(比方是左旋)，由于在错开后洋脊持续扩张，使断层的运动方向跟洋脊错开的方向变得相反(比方改为右旋)，而一越过洋脊，两盘位移或错动的方向即改为同向或同步。 (2)断层持续发展，两盘位移增加，但被错开的洋脊之间的距离一般并不增加;如为平推断层，则随着断距的增加，洋脊错开的距离也增加。(3)转换断层只有在洋脊之间的地段才有浅震分布;若为平推断层，则在断层线上都有浅震分布。 板块运动与海洋演化 按照板块构造理论，不仅在海洋中有洋壳分裂、地幔物质涌出、新洋壳的生长，而且在大陆上也有同样的现象，前面谈到的大陆裂谷就是这样的地带。由于板块构造理论能够解释地学的很多现象如:现代地槽、造山作用、浊流沉积和混杂堆积、火山活动、地震活动。所以说它是地学史上的一场革命。 2、海水有哪些营养元素,他们与生命活动有哪些关系, 答:在人类已经发现的100多种化学元素中，海水中的有80多种元素，含量大于1毫克\升的只有14种。由着14种元素组成的的盐分占海水总盐分的99.9%。这些成分比较稳定，又称为保守成分。与海洋生物过程有关元素，习惯上称为营养元素是指N、P、Si等。这些要素在海水中的含量经常受到植物活动的影响，起含量很低时，会限制植物的正常生长，所以这些要素对生物有重要的意义。在海水中，氮与磷的比值是15:1，十分接近它们在生物软体组织中的成分。氮是构成海洋生物体内蛋白质、氨基酸的主要成分。海洋中颗粒态无机磷酸盐主要以磷酸盐矿物存在于海水悬浮物和海洋沉积物中。其中风度最大的是磷灰石，约占地壳总磷量的95%以上，磷灰石是包括人在内的各种生物体内的牙齿、骨骼、鳞片等器官的主要成分。海洋中颗粒有机磷化合物指生物有机体内、有机碎屑中所含的磷。前者主要存在于海洋生物细胞质生质，如遗传物质核酸等等。硅，被一些浮游生物用于建造它们的骨骼，如浮游植物的硅藻，和浮游动物的放射虫。这些生物的硅质骨骼是非结晶体，并且是水合物形式;SiO2nH2O,又被称为蛋白石。碳和钙也是生物不可缺少的营养元素。许多浮游生物用于建造它们的钙质骨骼，如浮游超微植物颗石澡，和浮游动物有孔虫。碳元素还用于生物的软体。营养元素在海水中的垂直分布特点:1000m以上为逐渐减少或亏空，1000米左右向下变化较小。原因是:营养元素在海水透光带被那里的浮游植物充分利用，它们在这个深度海水中的海水含量很低，甚至是亏空了。当生物死后在往海水深处下沉过程中，细菌分解了它们的软体组织，释放出了氮磷。而硅质骨骼在较深的水中逐渐被溶解还原。因此，氮、磷、硅的含量在较深的水中增大。此外，海水中Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、Co、B等元素，也与生物的生命过程密切相关，称为“痕量营养元素”。由于各类营养元素在海水含量很低，在海水表层常常被海洋浮游植物大量消耗，甚至成为海洋初级生产力的限制因素，所以，又称为“生命制约元素”。 4、概述“海洋科学导论”的基本内容，你如何看待它们与你的专业方向之间的关系, 答:海洋科学是研究地球上海燕个自然现象、性质及其变化规律，以及和开发利 用海洋有关的知识体系。它的研究对象既有占地球表面近71%的海洋，其中包括海洋中的水以及溶解或悬浮于海水中的物质，生存与海洋中的生物;也有海底世界——海洋沉积和海底岩石圈，以及海洋侧边界——河口、海岸带，还有海洋的上边界——海面上的大气边界层等等。海洋科学的研究与力学、物理学、化学、生物学、地质学以及大气科学、水文科学等均有密切关系，而海洋科学环境保护和污染监测与治理，还涉及环境科学、管理科学和法学等等。世界大洋既浩瀚又相互连通，从而具有统一性和整体性，海洋中各种自然过程相互作用及反馈的复杂性，人为外加影响的日趋多样性，主要研究方法和手段的相互借鉴相辅而成的共同性等等，促使海洋科学发展成为一个综合性很强的科学体系。 海洋科学导论中包括以下主要内容:海洋地质与地理“地球上的洋和海、海底地貌、各大洋情况分述、海底扩张和板块构造、威尔逊旋回、大洋演化史、海洋沉积作用、海洋矿产资源”;海洋法和海洋权益、海域的划分以及各国关于边界的争端;海洋化学“海水的组成和特性(海水的化学性质、海水化学组成、海水化学组成的恒定性、盐度的含义、大洋表层盐度的变化、大洋盐度的垂直变化，盐类的来源和去向)、海水中的化学反映、海洋化学资源、海洋化学环境及保护”海洋生物学“海洋生物的分类、海洋生物和海洋环境条件、海洋水域生产力、海洋生物资源”;物理海洋学基础“海水的物理性质(海水的温度、海水的密度、海水的其他性质)、海水的运动(科里奥利效应及其对海水运动的影响、波浪、潮汐水团和洋流)、海气相互作用(海气间的物质交换、海气间的能量交换、海洋对大气的热、水的贡献、及气候效应、厄尔尼诺与拉尼娜)、古海洋学。 海洋科学导论学习对于我们的专业有一定的帮助。勘查技术与专业就是运用地球物理理论和方法进行油气及相关资源勘查、区域地质调查及油田开发等，地球物理学与地震学、地热学、大地构造学、构造地质学、基础地质学等学科紧密联系，是一门应用学科。它主要是利用地球的物理场特性，研究地壳及上地幔的地质结构，进行矿物勘探以及工程地质、环境地质、水文地质等勘探工作。本专业学生在学习数学、物理学、化学、计算机科学的基础上，主要学习基础地质学、应用地球物理学等方面的基本理论与知识，具有资源勘查的、施工管理的基本能力和勘查新技术方法研究和开发的初步能力。深海大洋蕴藏着丰富的多金属结核(锰结核)和热液硫化物矿床、多金属软泥等矿产资源和大量的油气资源。人们要开采这些资源, 必须解决特需的探矿技术和开采设备。遥感及 3S 勘查技术是近年广泛用于矿产资源勘查的非传统高新技术手段。利用不同波长光遥感技术, 开发遥感图像的气体水合物异常判别技术, 形成高技术集成, 用于快捷判别海域可能存在天然气水合物的遥感信息标志, 了解水合物矿藏对环境及地质灾害的影响范围。 同时, 对气体水合物释放逃逸的时空变化进行监控。而这些工作都离不开对海洋的地理地貌、海底板块构造、海洋化学物质组成、海洋生物等一些海洋知识的学习。如以海底岩石和沉积物的密度、磁性、弹性、导热性、导电性和放射性等物理性质的差异为依据，用多种物探方法和仪器，观测并研究各种地球物理场的空间分布和变化规律，进而阐明海洋底的地质构造及其演化，查明各地质年代沉积物的分布，寻找石油和天然气以及固体矿产资源。海底油气勘探用重力、磁力、反射地震和回声测深对沉积盆地作区域性调查，用详细的反射地震面积测量深入研究局部构造及其沉积环境。随着反射地震勘探仪器设备的不断完善，70年代以来，瞬时浮点增益数字地震 仪能在宽阔的动态范围 (84,120分贝)内无畸变地记录反射波。应用电子计算机处理反射地震资料，不仅能够获得反映地质构造形态的时间剖面，而且还可以提取各种动力学信息,如振幅、相位、频率等,为研究岩性或沉积环境、直接寻找油气显示开辟了道路。宽线剖面和三维地震的应用，为详细研究复杂构造，发现隐蔽油藏提供手段，对于减少深钻井，提高勘探油气田的经济效益，具有十分重要意义。 因此，学习海洋科学导论对本专业的学习及今后的实际应用有着很大帮助，它与本专业有着密不可分的联系。