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: 地表构造地表构造 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。