第2章地球系统

1、1.地球的基础知识地球的基础知识2.海与洋海与洋3.海底的地貌形态海底的地貌形态4.海底构造与大地构造学说海底构造与大地构造学说5.海洋沉积海洋沉积6.海底矿物资源海底矿物资源地球系统与海底科学地球系统与海底科学冥王星、海王星、天王星、土星、木星、火星、地球、金星、水星冥王星、海王星、天王星、土星、木星、火星、地球、金星、水星1. 地球的基础知识地球的基础知识 形状形状北凸北凸14 m14 m，南凹，南凹24 m24 m不规则梨形。不规则梨形。地表地表5.15.1亿亿kmkm，地球平均半径地球平均半径6371 km6371 km1. 地球的基础知识地球的基础知识 地球圈层地球圈层 大气圈、水圈

2、、生物圈、岩石圈大气圈、水圈、生物圈、岩石圈1. 地球的基础知识地球的基础知识外圈外圈 内圈：内圈： 地壳：平均厚度地壳：平均厚度15km15km 陆地较厚陆地较厚 主要硅铝质（花岗岩）主要硅铝质（花岗岩） 海洋很薄海洋很薄 为硅镁质（玄武岩）为硅镁质（玄武岩） 地幔地幔 地核地核1. 地球的基础知识地球的基础知识 软流层软流层 在力学性质上呈软化的在力学性质上呈软化的塑性状态，在缓慢而长塑性状态，在缓慢而长期的作用力下会发生塑期的作用力下会发生塑性变形和缓慢流动。性变形和缓慢流动。1. 地球的基础知识地球的基础知识 地球表面总面积地球表面总面积 ，其中陆地占，其中陆地占29.2%，海洋占，海

3、洋占70.8% 陆地是相互分离的，而海洋是相互连通的，陆地是相互分离的，而海洋是相互连通的，构成统一的世界大洋构成统一的世界大洋825.1 10 km2. 海与洋海与洋 洋洋(ocean)(ocean)：地球上连续巨大的咸水体：地球上连续巨大的咸水体 水文特征：水文特征： 面积广阔，占海洋总面积面积广阔，占海洋总面积90.3%90.3% 远离陆地，受陆地影响小远离陆地，受陆地影响小 水较深（平均水较深（平均2 23 3千米）千米） 温度受大陆影响小，盐度平均为温度受大陆影响小，盐度平均为3535，年变，年变化小化小 有独立的环流和潮波系统有独立的环流和潮波系统2. 海与洋海与洋 洋的划分及其形

4、态特征洋的划分及其形态特征 太平洋，大西洋，印度洋，北冰洋，太平洋，大西洋，印度洋，北冰洋，南南大洋大洋 南大洋：太平洋、大西洋和印度洋靠近南大洋：太平洋、大西洋和印度洋靠近南极洲的那一片水域，在海洋学上有特南极洲的那一片水域，在海洋学上有特殊意义。殊意义。2. 海与洋海与洋 (1) (1) 太平洋太平洋(Pacific) 面积最大：面积最大：占海洋表面积的占海洋表面积的1/21/2；平均深度平均深度4028m4028m，东西最宽达半个赤道。东西最宽达半个赤道。 2. 海与洋海与洋(2)(2) 大西洋大西洋(Atlantic)面积：面积：占世界大洋面积占世界大洋面积1/41/4，平均深度平均深

5、度3627m3627m。海沟海沟4 4个，最深个，最深9218m9218m。洋脊横贯南北。洋脊横贯南北。赤道窄，分南北大西洋赤道窄，分南北大西洋 2. 海与洋海与洋(3) (3) 印度洋印度洋(Indian Ocean) 位于南半球位于南半球占世界大洋面积占世界大洋面积1/51/5，平均深度平均深度3897m3897m，超过大西洋，超过大西洋，最深最深7450m7450m。 2. 海与洋海与洋(4) (4) 北冰洋北冰洋(Arctic Ocean) 面积最小，面积最小，温度最低，温度最低，水深最浅，水深最浅，平均平均1200m1200m。也称为北极地中海。也称为北极地中海。 2. 海与洋海与洋

6、(5) (5) 南大洋南大洋南极海域南极海域(Southern Ocean) 南纬南纬6060度至南极洲度至南极洲间的广阔水域。间的广阔水域。具有独特的潮波具有独特的潮波系统和环流系统，系统和环流系统，大洋底层水团主要大洋底层水团主要形成区。形成区。 2. 海与洋海与洋 海海(sea)(sea)： 占海洋总面积占海洋总面积9.7%9.7%；位于大陆边缘，被；位于大陆边缘，被陆地、岛弧分割的许多形态各异的小水陆地、岛弧分割的许多形态各异的小水体。体。 水文特征：水文特征： 靠近陆地，受陆地影响大；靠近陆地，受陆地影响大； 面积小，水浅；面积小，水浅； 无独立的潮波系统无独立的潮波系统2. 海与洋

7、海与洋太太 平平 洋洋鄂霍次克海、白令海、日本海、珊瑚海、鄂霍次克海、白令海、日本海、珊瑚海、菲律宾海、南海、爪哇海、苏禄海菲律宾海、南海、爪哇海、苏禄海大大 西西 洋洋北海、挪威海、波罗的海、地中海、加勒北海、挪威海、波罗的海、地中海、加勒比海、黑海比海、黑海印印 度度 洋洋红海、阿拉伯海、安达曼海红海、阿拉伯海、安达曼海北北 冰冰 洋洋格陵兰海、巴仑支海、白令海、楚克奇海格陵兰海、巴仑支海、白令海、楚克奇海2. 海与洋海与洋 海的划分海的划分 陆间海陆间海 陆间海是指位于大陆之间的海，面积和深陆间海是指位于大陆之间的海，面积和深度都较大，如地中海和加勒比海。度都较大，如地中海和加勒比海。

8、2. 海与洋海与洋 内陆海（内海）内陆海（内海） 是伸入大陆内部的海，面积较小，其水文是伸入大陆内部的海，面积较小，其水文特征受周围大陆的强烈影响特征受周围大陆的强烈影响, ,如渤海和波罗如渤海和波罗的海等。的海等。 2. 海与洋海与洋 边缘海边缘海 位于大陆边缘，以半岛、岛屿或群岛与大位于大陆边缘，以半岛、岛屿或群岛与大洋分隔，但水流交换通畅，如东海、南海洋分隔，但水流交换通畅，如东海、南海等。等。 2. 海与洋海与洋 按其连通性可分为：按其连通性可分为： 海湾海湾(gulf) :(gulf) :洋或海延伸进大陆且深度逐洋或海延伸进大陆且深度逐渐减小的水域。渐减小的水域。 海峡海峡(stra

9、it) (strait) ：两端连接海洋的狭窄水：两端连接海洋的狭窄水道。主要特征是流速大道。主要特征是流速大2. 海与洋海与洋哈得逊湾巴芬湾亚丁湾波斯湾孟加拉湾墨西哥湾2. 海与洋海与洋2. 海与洋海与洋 大陆边缘大陆边缘、大洋中脊、大洋中脊、大洋盆地、大洋盆地3. 海底的地貌形态海底的地貌形态1、大陆边缘大陆边缘：3. 海底的地貌形态海底的地貌形态j3. 海底的地貌形态海底的地貌形态大陆架（大陆架（continental shelfcontinental shelf）大陆架是大陆沿岸土地在海面下向海洋的延伸，也大陆架是大陆沿岸土地在海面下向海洋的延伸，也就是被海水所覆盖的大陆。就是被海水所

10、覆盖的大陆。70m3. 海底的地貌形态海底的地貌形态大陆架特点大陆架特点从海岸线到水深从海岸线到水深200米以内，平均坡度米以内，平均坡度0.1度；度；地壳为硅质花岗岩构成。地壳为硅质花岗岩构成。浪、潮、流随季节变化，丰富的油气田，渔浪、潮、流随季节变化，丰富的油气田，渔业，养殖业主要场所业，养殖业主要场所3. 海底的地貌形态海底的地貌形态3. 海底的地貌形态海底的地貌形态 大陆坡大陆坡(continental slope) 陆架外缘较陡倾斜的地区，平均坡度陆架外缘较陡倾斜的地区，平均坡度4.3度，宽度度，宽度15-90km，平均，平均28km，深度，深度200-2500m。3. 海底的地貌形

11、态海底的地貌形态 大陆隆大陆隆(continental rise)坡外与洋盆间较平坦地区。面积大，平坦，深度坡外与洋盆间较平坦地区。面积大，平坦，深度2000-5000m，平均，平均3700m。3. 海底的地貌形态海底的地貌形态3. 海底的地貌形态海底的地貌形态 岛弧岛弧 大陆边缘连绵呈弧状的一长串岛屿。大陆边缘连绵呈弧状的一长串岛屿。3. 海底的地貌形态海底的地貌形态 海沟海沟位于海洋中的两壁较陡、狭长的、水深大位于海洋中的两壁较陡、狭长的、水深大于于5000m5000m的沟槽，是海底最深的地方。的沟槽，是海底最深的地方。3. 海底的地貌形态海底的地貌形态 大洋中脊大洋中脊 大洋中脊是指贯穿

12、世界四大洋、成因相同、特征大洋中脊是指贯穿世界四大洋、成因相同、特征相似的海底山脉系列。相似的海底山脉系列。 具有全球规模，面积占洋底面积具有全球规模，面积占洋底面积32.8%，全长，全长6.5万公里。万公里。 3. 海底的地貌形态海底的地貌形态 中央裂谷中央裂谷 沿洋中脊轴部延伸的巨大的断裂谷。宽约沿洋中脊轴部延伸的巨大的断裂谷。宽约30多多千米，平均深度达两千米以上。千米，平均深度达两千米以上。3. 海底的地貌形态海底的地貌形态 大洋盆地（大洋盆地（Ocean Basin） 位于大洋中脊与大陆边缘之间，水深一般在位于大洋中脊与大陆边缘之间，水深一般在400040006000m6000m，具

13、有大洋型地壳的盆地，约占，具有大洋型地壳的盆地，约占海洋总面积的海洋总面积的1/21/2。 3. 海底的地貌形态海底的地貌形态大洋盆地大洋盆地正地形正地形负地形负地形 海岭海岭 海山海山 海台海台 海盆海盆 海槽海槽 正地形正地形 海岭：海岭：往往由链状海底火山构成，缺乏地往往由链状海底火山构成，缺乏地震活动震活动 海山：海山：孤立或比较孤立的坡度较陡的海底孤立或比较孤立的坡度较陡的海底高地，高度在高地，高度在1000m1000m以上。以上。 海台海台（海底高原）：具有比较平坦、宽阔（海底高原）：具有比较平坦、宽阔顶面的海底高地，高出邻近海底顶面的海底高地，高出邻近海底1000m1000m以以

14、上。上。 3. 海底的地貌形态海底的地貌形态夏威夷海岭夏威夷海岭 海底火山海底火山3. 海底的地貌形态海底的地貌形态 负地形负地形 海盆：海盆：面积大、盆状的洼地。面积大、盆状的洼地。 海槽：海槽：长而宽，两侧坡度平缓的海底洼地。长而宽，两侧坡度平缓的海底洼地。 3. 海底的地貌形态海底的地貌形态一、一、 大陆漂移说大陆漂移说 19121912年气象学家魏格纳年气象学家魏格纳(Wegener)(Wegener)提出。提出。 他指出他指出“如果有人拿出世界地图，然后仔细观如果有人拿出世界地图，然后仔细观测三大洲的海岸线，就会发现（大陆）分裂的测三大洲的海岸线，就会发现（大陆）分裂的痕迹痕迹”。4

15、. 海底构造与大地构造学说海底构造与大地构造学说 证据：证据：海岸线形态海岸线形态、地质构造地质构造、古气候古气候和和古生古生物地理分布物地理分布等等。 4. 海底构造与大地构造学说海底构造与大地构造学说 大陆漂移说大陆漂移说 地球上所有大陆在中生代以前曾经是统地球上所有大陆在中生代以前曾经是统一的巨大陆块一的巨大陆块称之为称之为泛大陆泛大陆中生代中生代开始开始泛大陆分裂并漂移泛大陆分裂并漂移逐渐达到现逐渐达到现在的位置。在的位置。4. 海底构造与大地构造学说海底构造与大地构造学说 存在的问题存在的问题 魏格纳未能合理解释大陆漂移的机制魏格纳未能合理解释大陆漂移的机制问题问题4. 海底构造与大

16、地构造学说海底构造与大地构造学说二、海底扩张说二、海底扩张说 大洋中脊的裂谷带是地幔物质涌升的出口，涌大洋中脊的裂谷带是地幔物质涌升的出口，涌出的地幔物质冷凝形成出的地幔物质冷凝形成新洋底新洋底，新洋底同时推，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，动先期形成的较老洋底逐渐向两侧扩展推移，这就是这就是海底扩张海底扩张。4. 海底构造与大地构造学说海底构造与大地构造学说 海底扩张如何解释大陆漂移？海底扩张如何解释大陆漂移？ 扩张着的洋底同时把与其相邻接的大陆向两扩张着的洋底同时把与其相邻接的大陆向两侧推开，大陆间的距离随之变大侧推开，大陆间的距离随之变大 洋底扩展移动到一定程度便洋底

17、扩展移动到一定程度便向下俯冲向下俯冲潜没，潜没，重新重新回到地幔回到地幔中去，相邻大陆逆掩于俯冲带中去，相邻大陆逆掩于俯冲带上，从而形成上，从而形成岛弧岛弧- -海沟海沟体系体系4. 海底构造与大地构造学说海底构造与大地构造学说 证据：证据：沉积岩年龄、厚度、沉积岩年龄、厚度、磁异常条带等磁异常条带等 越靠近大洋中脊，沉积物年龄越轻、厚度越薄。越靠近大洋中脊，沉积物年龄越轻、厚度越薄。 4. 海底构造与大地构造学说海底构造与大地构造学说地壳年龄地壳年龄 洋底扩展移动的速度约为每年几厘米，洋洋底扩展移动的速度约为每年几厘米，洋底的生成和消亡周期约为底的生成和消亡周期约为2亿年亿年 驱动力是驱动力

18、是地幔物质对流地幔物质对流 生成生成 （大洋中脊），运动（大洋盆地），（大洋中脊），运动（大洋盆地）， 消亡（海沟）消亡（海沟）4. 海底构造与大地构造学说海底构造与大地构造学说 三、板块构造说三、板块构造说 Wilson(1965)Wilson(1965)首先提出首先提出“板块板块” 地球最上部被划分为岩石圈和软流圈。软地球最上部被划分为岩石圈和软流圈。软流圈在缓慢而长期的作用力下，会呈现出流圈在缓慢而长期的作用力下，会呈现出塑性或缓慢流动的性质。因此岩石圈可以塑性或缓慢流动的性质。因此岩石圈可以漂浮在软流圈之上作侧向运动。漂浮在软流圈之上作侧向运动。4. 海底构造与大地构造学说海底构造与大

19、地构造学说 地球表层刚性的岩石圈并非地球表层刚性的岩石圈并非“铁板一块铁板一块”，它，它被一系列构造活动带被一系列构造活动带分割成许多大小不等的球分割成许多大小不等的球面板状块体面板状块体，每一个构造块体就叫岩石圈板块，每一个构造块体就叫岩石圈板块，简称板块。简称板块。4. 海底构造与大地构造学说海底构造与大地构造学说 板块内部是相对稳定的，很少发生形变；而板块板块内部是相对稳定的，很少发生形变；而板块边界则是全球最活跃的构造带，全球地震能量的边界则是全球最活跃的构造带，全球地震能量的95%95%是通过板块边界释放的。是通过板块边界释放的。 4. 海底构造与大地构造学说海底构造与大地构造学说拉

20、张型边界拉张型边界 挤压型边界挤压型边界 剪切型边界剪切型边界海沟、喜马拉雅山海沟、喜马拉雅山大洋中脊大洋中脊4. 海底构造与大地构造学说海底构造与大地构造学说 板块运动及其相互作用导致了目前海陆的分布格板块运动及其相互作用导致了目前海陆的分布格局，地球表面形态的变化，全球山脉的形成，地局，地球表面形态的变化，全球山脉的形成，地震、火山和构造活动等。震、火山和构造活动等。 板块构造学说集大陆漂移和海底扩张说为板块构造学说集大陆漂移和海底扩张说为一体，能够比较成功地解释全球性的构造一体，能够比较成功地解释全球性的构造特征和形成机理特征和形成机理 这三个学说不是相互矛盾的，而是相互完这三个学说不是

21、相互矛盾的，而是相互完善、补充善、补充4. 海底构造与大地构造学说海底构造与大地构造学说 由于岩石圈板块的分离和汇聚运动（或海底由于岩石圈板块的分离和汇聚运动（或海底的生成与消亡），大洋盆地一直处于变化中的生成与消亡），大洋盆地一直处于变化中4. 海底构造与大地构造学说海底构造与大地构造学说洋盆演化的阶段及特征洋盆演化的阶段及特征前三个阶段标志着大洋的前三个阶段标志着大洋的形成和扩展形成和扩展后三个阶段标志着大洋的后三个阶段标志着大洋的收缩和关闭收缩和关闭4. 海底构造与大地构造学说海底构造与大地构造学说东非大裂谷东非大裂谷4. 海底构造与大地构造学说海底构造与大地构造学说 海洋沉积：是通过海

22、洋沉积：是通过物理、化学和生物沉积作物理、化学和生物沉积作用用过程所形成的海底沉积物的总称。过程所形成的海底沉积物的总称。 来源：来源： 非生物组分（非生物组分（陆源碎屑、火山碎屑、远洋粘陆源碎屑、火山碎屑、远洋粘土土） 生物组分（生物组分（钙质生物、硅质生物钙质生物、硅质生物） 5. 海洋沉积海洋沉积 陆源碎屑陆源碎屑 指陆源区母岩经物理风化或机械破坏而形指陆源区母岩经物理风化或机械破坏而形成的碎屑物质成的碎屑物质 火山碎屑火山碎屑 火山喷出的岩浆冷凝碎屑以及火山通道内火山喷出的岩浆冷凝碎屑以及火山通道内和四壁岩石碎屑和四壁岩石碎屑5. 海洋沉积海洋沉积 远洋粘土远洋粘土 远洋粘土因其颜色主

23、要呈褐至红褐色，又远洋粘土因其颜色主要呈褐至红褐色，又称褐粘土或红粘土称褐粘土或红粘土 主要由粘土矿物、石英和长石细碎屑、自主要由粘土矿物、石英和长石细碎屑、自生和宇宙源组分组成生和宇宙源组分组成5. 海洋沉积海洋沉积 钙质生物沉积钙质生物沉积 含碳酸钙大于含碳酸钙大于30%，而陆源粘土、粉砂含量，而陆源粘土、粉砂含量小于小于30%的远洋沉积物的远洋沉积物 硅质生物沉积硅质生物沉积 含生物骨屑含生物骨屑50%以上、硅质生物遗骸大于以上、硅质生物遗骸大于30%的远洋沉积物的远洋沉积物5. 海洋沉积海洋沉积大洋沉积物分布大洋沉积物分布5. 海洋沉积海洋沉积 滨海砂矿滨海砂矿 海滩上陆源碎屑经过机械沉积分选作用而富海滩上陆源碎屑经过机械沉积分选作用而富集形成的集形成的 主要包括钛铁矿、锆（主要包括钛铁矿、锆（go）石、金红石、石、金红石、独居石、磷钇矿、金红石、磁铁矿和砂锡等独居石、磷钇矿、金红石、磁铁矿和砂锡等6. 海底矿物资源海底矿物资源 海底石油和天然气海底石油和天然气 石油是一种成分复杂的碳氢化合物的混合石油是一种成分复杂的碳氢化合物的混合物，在自然界中以液体存在称为石油，以物，在自然界中以液体存在称为石油，以气体存在称为天然气气体存在称为天然气6. 海底矿物资源海底矿物资源6. 海底矿物资源海底矿物资源 磷钙石磷钙石 磷钙石又称磷钙土，是一种磷钙