1第一部分:海洋科学基本知识(一)海洋科学1.[掌握]:海洋科学研究的对象海洋科学:研究地球上海洋的自然现象、性质及其变化规律,以及和开发与利用海洋有关的知识体系。研究的对象:世界海洋及与之密切相关联的大气圈、岩石圈、生物圈。[了解]:海洋科学的分支及海洋科学研究的特点海洋科学的分支:(1)基础性科学的分支学科体系包括物理海洋学、化学海洋学、生物海洋学、海洋地质学、环境海洋学、海气相互作用以及区域海洋学等;(2)应用与技术研究的分支有卫星海洋学、渔场海洋学、军事海洋学、航海海洋学、海洋声学、光学与遥感探测技术、海洋生物技术、海洋环境预报以及工程环境海洋学等。(3)管理、开发研究的分支有海洋资源、海洋环境功能区划、海洋法学、海洋监测与环境评价、海洋污染治理、海域管理等。海洋科学研究的特点:(1)依赖于直接的观测,(2)信息论、控制论、系统论等方法多种方法融合;(3)学科分支细化与相互交叉、渗透并重,综合与整体化研究的趋势日趋明显。(二)地球运动和结构2.[熟悉]:科氏力(地球自转偏向力)的作用;科氏力与地球自转产生的惯性离心力差别科氏力(地球自转偏向力)的作用:改变运动物体的方向,在北半球,使运动物体向右偏,在南半球则向左偏。科氏力与地球自转产生的惯性离心力差别:惯性离心力是由地球自转引起的,而科氏力是由地球转动和质点对转动的相对运动引起的。除两极的极点外,物体在地球上的任何位置(静止或运动)都受到地球自转产生的惯性离心力的作用,而只有当物体相对于地球运动时,才会受到科氏力的作用。3.[掌握]:地球圈层结构及内部和外部圈层的构成地球圈层结构:地球是一个具有同心圈层结构的非均质体,以地球固体表面为界分为内圈和外圈。内圈和外圈又再分为几个圈层,每个圈层都有自己的物质运动特征和物理化学性质。内圈:地球内部物质呈同心圈层结构,各圈层间存在着地震波速度变化明显的界面(或称不连续面),它们把地球内部分为地壳、地幔和地核三大圈层。地球上部根据地震波横波速度变化划分出软流圈和岩石圈,地幔又分为上地幔和下地幔,地核又分为外核和内核。外圈:地球固体表面以上的外圈,根据物质性状可以分为大气圈、水圈和生物圈。4.[熟悉]:地球表面海陆分布的特点(1)地球表面总面积约5.1亿km2,分属于陆地和海洋。如以大地水准面为基准,陆地面积为1.49亿km2,占地表总面积的29.2%;海洋面积为3.61亿km2,占地表总面积的70.8%。2(2)地球上的海洋是相互连通的,构成统一的世界海洋;而陆地是相互分离的,故没有统一的世界大陆。在地球表面,是海洋包围、分割所有的陆地,而不是陆地分割海洋。(3)地表海陆分布极不均衡。(a)陆地主要分布在北半球。在北半球,陆地占其总面积的67.5%,在南半球,陆地占总面积的32.5%。(b)南半球的水域连成一体;北半球陆地几乎连成一体。(c)北极是水,南极是陆。(三)海、洋概观5.[掌握]:洋、海、海湾、海峡的概念[熟悉]:海和洋的主要特征洋:海洋的主体部分,一般远离大陆,面积广阔,深度大,一般>2000m。盐度、温度等海洋水文要素不受大陆影响,具有独立的潮汐系统和强大的洋流系统。海:海洋的边缘部分,被陆地围隔成形态各异的小水体,深度较浅,平均深度一般在2000m以内。温度和盐度等海洋水文要素受大陆影响很大,并有明显的季节变化。水色低,透明度小,没有独立的潮汐和洋流系统,潮波多由大洋传入,但潮汐涨落比大洋显著。海湾:洋或海延伸进大陆且深度逐渐减小的水域,一般以入口处海角之间的连线或入口处的等深线作为与洋或海的分界。海峡:两端连接海洋的狭窄水道。[了解]:海湾潮差、海峡流速的主要特征当潮波传入不同形态的海区,将有不同的波动形式。如果是窄长半封闭海湾,由于湾顶的反射将形成驻波;若在半封闭的宽海湾,因科氏力对潮波运动的影响不能忽略,潮波成为旋转潮波;当在长海峡中传播,由于地转效应也使潮波发生变形。在不同形态的海区,潮流、潮汐的变化规律有较大的差异,即使是相近的海区,潮差及潮时都可能不一样,潮汐动力理论对这些现象能给出很好的解释。长海峡(北半球)窄长半封闭海湾半封闭宽海湾(北半球)潮波前进波驻波两驻波的叠加潮流往复流高潮:流向与潮波传向相同低潮:流向与潮波传向相反高、低潮时流速最大半潮面时流速为0往复流涨潮向里,高潮时流速为0退潮向外,低潮时流速为0半潮面时流速最大湾顶处潮流始终为0旋转流潮流矢量反时针偏转矢量末端联线为椭圆无潮点潮流始终为最大各地潮流始终不为0潮差沿潮波传向右岸大于左岸不存在无潮线湾顶大,湾口小存在无潮线(离湾顶λ/4处)岸边大,中间小存在无潮点6.[熟悉]:海按照位置的分类;中国近海海洋区域划分及基本形态特征3海洋按照位置的分类:陆间海、内海和边缘海。陆间海指位于大陆之间的海,面积和深度都较大,如地中海、红海和加勒比海。内海指伸入大陆内部的海,面积较小,其水文特征受周围大陆的强烈影响,如渤海和波罗的海等。边缘海位于大陆边缘,以半岛、岛屿或群岛与大洋分隔,但水流交换通畅,如东海、日本海、白令海等。中国近海海洋区域划分及基本形态特征:(1)渤海:内陆海,从老铁山角(老铁山头)至蓬莱角(登州头)联线与黄海为界。面积7.7万km2,平均深度18m,最深83m。(2)黄海:半封闭浅海,南界为启东嘴至济州岛连线,与东海相接。面积38万km,2,平均深度44m,最深超过100m,地形中央凹地。(3)东海:边缘海,水域辽阔,面积77万km2,平均深度370m,最深2719m。(4)南海:边缘海,350万km2,平均深度1212m,最深5377m,大陆架、大陆坡和深海盆地等形态相当齐全。7.[掌握]:世界大洋按照位置的划分及各大洋形态特征世界大洋按照位置的划分:太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。世界各大洋形态特征:(1)太平洋:面积占地表总面积的1/3,海洋表面积的1/2;平均深度4028m,东西最宽达半个赤道;海底地形东部洋中脊为主,东北部为洋盆,上有断裂带,中部海山集中,群岛很多,北部和西部多岛弧、海沟和边缘海。(2)大西洋:面积占海洋表面积的1/4,平均深度3627m,最深9218m;分南北大西洋,南大西洋海岸平直无附属海,北大西洋岸线迂回曲折,多岛屿、港湾和附属海。(3)印度洋:面积占海洋表面积的1/5,平均深度平均3897m,最深7450m;“入”字型洋脊,由南而北扩张速度减小。(4)北冰洋:面积最小,水深最浅,平均1200m,具有世界上最宽的大陆架,约1000km。[了解]:“南大洋”的概念:从南极大陆到南纬40°为止的海域,或从南极大陆起,到亚热带辐合线明显时的连续海域。”(四)海岸带和海底地形8.[掌握]:海岸带、潮间带等概念海岸带:海陆交互作用的地带,即水位升高被淹没、水位降低出露的狭长地带。潮上带:高潮线以上的陆上地带,大部分时间裸露于海水面之上,仅在特大高潮或暴风浪时才被淹没。潮间带:高、低潮之间的地带,高潮时被水淹没,低潮时露出水面。潮下带:低潮线以下直到波浪作用所能到达的海底部分(波基面)。[熟悉]:海岸带组成4海岸带组成:海岸、海滩和水下岸坡,或潮上带、潮间带和潮下带,或后滨、前滨和近滨。[了解]:海岸带类型海岸带类型:河口岸、基岩岸、砂砾质岸、淤泥质岸、珊瑚礁岸和红树林岸等六种基本类型。9.[掌握]:大陆边缘类型及各部分的名称大陆边缘类型:(1)稳定型大陆边缘:又称大西洋型大陆边缘,由大陆架、大陆坡和大陆隆三部分组成。大陆架:大陆周围被海水淹没的浅水地带,是大陆向海洋底的自然延伸。其范围是从低潮线起以极其平缓的坡度延伸到坡度突然变大的地方为止。大陆坡:一个分开大陆和大洋的全球性巨大斜坡,其上限是大陆架外缘(陆架坡折),下限水深变化较大。其上发育的最主要的地貌形态是海底峡谷和深海平坦面。大陆隆:自大陆坡坡麓缓缓倾向洋底的扇形地,位于水深2000-5000m处。它跨越陆坡坡麓和大洋底,是由沉积物堆积而成的沉积体。大陆隆表面坡度平缓,沉积物厚度巨大,常以深海扇的形式出现。(2)活动型大陆边缘:又称太平洋型大陆边缘,具有强烈而频繁的地震和火山活动。(a)岛弧亚型大陆边缘:主要分布在西太平洋,组成单元除大陆架和大陆坡外,一般缺失大陆隆,发育海沟-岛弧-边缘海盆地。(b)安第斯亚型大陆边缘:主要分布在太平洋东侧的中美-南美洲陆缘,大陆架和大陆坡都比较狭窄,大陆隆被深海沟所取代,形成全球高差(15km以上)最悬殊的地带。(3)转换型大陆边缘:由板块间的水平剪切作用而不是岩石圈裂开的裂谷形成的,主要分布在大西洋型边缘,北美两岸的太平洋边缘局部分布。[熟悉]:洋中脊的定义及分布特征洋中脊:指贯穿世界四大洋、成因相同、特征相似的海底山脉系列。大洋中脊体系在各大洋的展布各具特点:(1)在大西洋,中脊位居中央,延伸方向与两岸平行,边坡较陡;(2)在印度洋,中脊大致位于洋中部,但歧分三支,呈“入”字型展布;(3)在太平洋内,因中脊偏居东侧且边坡平缓,故称东太平洋海隆;(4)在北冰洋,大西洋中脊北支伸入北冰洋的部分成为北冰洋中脊,在勒拿河口附近伸进西伯利亚。5[了解]:海底地貌所包括内容海底地貌所包括内容:大陆边缘(大陆架、大陆坡、大陆隆/沟-弧体系)、洋中脊、海盆。大洋盆地指大洋中脊坡麓与大陆边缘之间的广阔洋底,约占世界海洋面积的1/2。大洋盆地的轮廓受洋中脊分布格局的控制,在大洋盆地中还分布着一些隆起的正向地形,它们进一步把大洋盆地分割成许多次一级盆地。大洋盆地水深一般为4000-6000m,局部可超过6000m。10.[了解]:海底构造主要学说海底扩张学说:大洋中脊轴部裂谷带是地幔物质涌升的出口,涌出的地幔物质冷凝形成新洋底,新洋底同时推动先期形成的较老洋底逐渐向两侧扩展推移。海底扩展移动的速度大约为每年几厘米。海底扩张在不同大洋的表现形式:(1)扩张着的洋底同时把与其相邻接的大陆向两侧推开,大陆与相邻洋底镶嵌在一起随海底扩张向同一方向移动,随着新洋底的不断生成和向两侧展宽,两侧大陆间的距离随之变大,大西洋及其两侧大陆属于这种形式。(2)洋底扩展移动到一定程度便向下俯冲潜没,重新回到地幔中去,相邻大陆逆掩于俯冲带上,洋底的俯冲作用导致沟-弧体系的形成,太平洋就是这种情况。(五)海洋矿产资源和动力资源11.[掌握]:海洋主要矿产资源类型(滨海砂矿、海底石油、天然气水合物、锰结核、热液硫化物等)★滨海砂矿:陆上碎屑物质被径流搬运至河口、海滨地带,或者原地残存的物质和海底产物经波浪、潮流、沿岸流反复分选,其中一些化学性能稳定和密度较大的有用矿物,在特定地貌部位富集到具有经济意义时便成为滨海砂矿。Cronan(1980)将滨海砂矿分为:非金属砂矿、重金属砂矿、宝石及稀有金属砂矿三大类。滨海砂矿往往是由一种或几种矿产为主、有时伴生有若干种有用矿物的不同组合。我国是世界上滨海砂矿种类较多的国家之一,矿种多达60多种,总探明储量达数亿吨。具有工业开采价值的主要有钛铁矿、锆石、金红石、磷钇矿、铌铁矿、钽铁矿及石英砂等。我国滨海以海积砂矿为主,其次为海/河混合堆积砂矿,多数矿床以共生─伴生组合形式存在。★海底石油和天然气世界海底油气藏主要分布在稳定大陆边缘的沉积盆地中,而活动性大陆边缘较少。大洋盆地一般沉积较薄,沉积物细、有机质含量低、不利油气的生成和储藏。世界探明的四大海洋油气区分别是波斯湾、加勒比海的帕里亚湾和委内瑞拉湾、北海和墨西哥湾。其中波斯湾是目前海洋石油资源最丰富的地区,面积约150万km2,已探明储量120多亿吨,约占世界海洋石油探明储量的50%。我国沿海有广阔的大陆架,包括渤海、黄海的全部,东海的大部和南海的近岸地带,这里分布着许多中-新生代沉积盆地,沉积层厚达数千米,估计油气储藏量可达数百亿吨,很有希望成为未来的“石油之海”。目前我国近海已发现的大型含油气盆地有七个,分别是渤海盆地、南黄海盆地、东海盆地、台湾浅滩盆地、南海珠江口盆地、南海北部湾盆地和南海的莺歌海盆地。★锰结核6锰结核又叫锰矿瘤、锰团块或多金属结核,主要是由铁锰氧化物和氢氧化物组成,并富含铜、镍、钴、钼等多种微量元素,广泛分布于深海大洋盆底表层。估