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海洋系統概說

海洋通識教育課程. 海洋系統概說. 授課教師：黃銘志 授課日期： 2011. 10.7. 授課內容. 海洋形成 海水物理化學特性 海底地形與板塊運動 環境變遷與海洋. 地球的形成. http://www.undersea.cn/Pages/deepsea/ds_4_oceanorigin.html. http://www.undersea.cn/Pages/deepsea/ds_4_seawater1.html. 海洋的起源 (Origin of the ocean).

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  1. 海洋通識教育課程 海洋系統概說 授課教師：黃銘志 授課日期：2011. 10.7

  2. 授課內容 • 海洋形成 • 海水物理化學特性 • 海底地形與板塊運動 • 環境變遷與海洋

  3. 地球的形成 http://www.undersea.cn/Pages/deepsea/ds_4_oceanorigin.html

  4. http://www.undersea.cn/Pages/deepsea/ds_4_seawater1.html

  5. 海洋的起源 (Origin of the ocean) • 在地球早期，地殼才凝固不久，其下全是「岩漿海洋」，火山活動頻繁，產生大量水氣，聚集成巨厚的雲層。 • 隨著地球逐漸冷卻，當大氣中的水氣超過飽和點，便開始凝結成水滴、冰晶，引發幾百年、幾千年狂風暴雨。雨水不停地向低窪地集中，因此，誕生了原始海洋。 • 原始的海洋嚴重缺氧、含大量酸性物質如HCl、HF、CO2等，因此，原始的海洋是酸性、溫度高的大洋。

  6. 地球給人類的禮物─海洋 地球不是唯一在太陽系中有水的行星，擁有H2O的星體很多，但都不是液態水是在星體表面。因此，地球有液體的水是非常特別的。 液態的水需要什麼條件呢？基本上就是在 0℃以上，在100 ℃以下，也就是在冰點以上在沸點以下才會有。 地球是非常的特殊，就是地球的平均溫度，是15℃，剛好就是在0℃以上，在100 ℃以下，所以有海洋的存在。 http://tupian.hudong.com/a1_36_16_01300000171599121189160494036_jpg.html

  7. 美麗的地球 地球表層水以固態冰雪、液態水和水氣等三種形態存在。地球的水約有14億立方千公尺，其中海水占97.3%, 陸地冰川占2.1%，地下水占0.6%，而人類經常飲用的河流水只占0.0001%。 http://163.32.84.104/97homepage/A016/ http://www.undersea.cn/Pages/deepsea/ds_1_waterresource.html

  8. 海洋 (ocean) • 海洋佔地球表面積的70% • 平均深度為3800m • 總體積 1.4 × 1012 m3 • 蘊藏豐富之生物資源

  9. 海洋學的範疇 • 海洋物理 • 海洋化學 • 海洋地學 • 海洋生物

  10. 海水物理性質 • 海水佔了全球總水量的97%以上。 • 水分子之間的氫鍵形成高表面張力，因此，可供浮游生物懸浮而生存。 • 水分子熱含量很高，具有高蒸發熱、凝固熱，因此，海洋是較穩定的環境。 • 水分子內聚力使海水具有高黏滯性。

  11. 5.海水結成冰時，密度急速降低，使得冰漂浮在水面。因此，即使在極區，都只有表層結冰，下層海水並不結冰，眾多海洋生物才得以生存5.海水結成冰時，密度急速降低，使得冰漂浮在水面。因此，即使在極區，都只有表層結冰，下層海水並不結冰，眾多海洋生物才得以生存 http://nsidc.org/quickfacts/seaice.html

  12. 海洋的溫度 http://www.gebi.com.tw/earth/e-12.htm

  13. http://www.windows2universe.org/earth/Water/temp.html

  14. 6. 極區下沉的海水，就成為海洋深層海水循環的來源，而且在垂直混合過程中，使得深層海水擁有高含氧量，這些海水讓深海生物也能獲得充足的氧氣。 http://www.explorerworld.info/2011/01/fantasy-world-beneath-ocean-ice_07.html

  15. 海水物理化學性質 • 1000克具有35克之溶質 • 1902 年，紐森(C., Forch,M. Knudsen, S. Sørensen)等人定義鹽度(salinity)：溶解物質的總量-單位350/00 • P.S.U (Practical salinity unit)：35 P.S.U • 大洋鹽度範圍：34~370/00平均 350/00 • 影響鹽度變化：1.蒸發 2.降雨 • 河口 • 紅海、波斯灣

  16. 純水 海水

  17. 生命出現 • 原始的海洋聚集豐富的生命化學物質，同時，海水能阻止紫外線對生命的殺傷，成為生命的「保護傘」。 • 根據地球上已發現的古老沉積岩的年齡，可推测地球水圈的形成在35～38億年前。在格陵蘭、澳洲和南非的地層發現微生物化石可追溯至35~37億年前。 • 由於古老的生物没有硬體且難以保存，因此，有人推斷42億年前大洋就有生命的出現。

  18. http://www.undersea.cn/Pages/deepsea/ds_4_seawater3.html

  19. 影響生物分佈因素 • 海洋物理化學性質 • 地理和地形

  20. 若按體積計算，地球表面上的陸地僅占0.5%，有絕大部分在海洋中。其中水深大於1000公尺的深海佔78.5%，水深小於1000公尺的淺海為21%。

  21. 大陸邊緣 (continental margin) • 大陸邊緣是大陸與海洋之間的過渡地帶，為海岸線到洋底盆地之間的海床，包括四大部分： • 大陸棚 (continental shelf) • 大陸斜坡 (continental slope) • 大陸隆起 (continental rise) • 海溝 和島弧 (trench)

  22. http://www.undersea.cn/Pages/deepsea/ds_1_biospace.html

  23. 海洋的平均水深是3800公尺，太平洋的馬里亞纳海溝是海洋的最深處，深達11022公尺。根據水深，一般將海洋從海岸線到海洋中心依次劃分為濱海、浅海、半深海和深海四種環境。海洋的平均水深是3800公尺，太平洋的馬里亞纳海溝是海洋的最深處，深達11022公尺。根據水深，一般將海洋從海岸線到海洋中心依次劃分為濱海、浅海、半深海和深海四種環境。 http://www.undersea.cn/Pages/deepsea/ds_2_depth.html

  24. 海 溝 (trench) 最深的海溝為馬里亞納海溝 (11020 公尺) 最長的海溝為祕魯智利海溝 (5900 公里) http://www.undersea.cn/Pages/deepsea/ds_2_trench.html http://www.29trip.com/jd/UploadFiles_jd/200808/20080814214652340.jpg

  25. 深海平原 (abyssal plain) 大洋盆地是海水最深的海域，水深一般為4600-5500公尺，而在大洋盆地中的平坦部分，稱為深海平原，起伏坡度為1/1000以下，是世界上最平坦的地區。 http://www.undersea.cn/Pages/deepsea/ds_2_basin.html

  26. 什麼是中洋脊？ 中洋脊位於全球海中張裂性板塊邊界的一系列火山結構系統，也是世界上最長的山脈、海底山脈；總長度七、八萬公里，平均寬度約一千公里。中洋脊最早發現在大西洋，剛好位於大西洋的正中間，所以稱為中洋脊。各大洋的海底都有綿延極長的中洋脊，有的地方伸出海面形成島嶼，如冰島。 冰島是陸地上唯一可見中洋脊地形的地方哦 冰島：冰點與沸點完美的融合 http://travel.sina.com.hk/news/207/4/1/36788/1.html

  27. 中洋脊 (mid-oceanic ridge) http://dunite.mr.nsysu.edu.tw/word-6-1.htm

  28. 中洋脊的形態 中洋脊均高於兩側洋底 ，相對高差2～3千公尺。脊頂地形崎嶇不平，其上覆盖的沉積物很薄或缺失，翼部多由海山群和深海丘陵组成。中洋脊的横断面呈很平缓的等腰三角形，自脊頂向兩側，随着沉積層增厚，地形起伏也漸趨平緩，向外過度為深海平原。

  29. 中洋脊脊頂有平行走向的鋸齒狀深谷，稱為中央裂谷。谷寬約25~50千公尺，深约1～3千公尺。裂谷横斷面呈U字或V字形。中央裂谷是由一系列正斷層的拉開、錯斷活動所形成，是地球上最大的張裂帶，因此常伴有頻繁的地震和火山活動。中洋脊脊頂有平行走向的鋸齒狀深谷，稱為中央裂谷。谷寬約25~50千公尺，深约1～3千公尺。裂谷横斷面呈U字或V字形。中央裂谷是由一系列正斷層的拉開、錯斷活動所形成，是地球上最大的張裂帶，因此常伴有頻繁的地震和火山活動。

  30. 中洋脊的地震活動 中洋脊軸部地震和火山活動頻繁，故又稱活動海岭(隆)。地震分布在中央裂谷内，也分布在横穿中脊的斷裂帶上。震级一般不大，且為淺源地震，主要由於這裡地幔物質上湧造成的强大拉張作用所引起。

  31. 全球中洋脊分布圖 雙線段代表擴張中心(即洋脊軸部)，鋸齒粗線代表板塊聚合界線 (海溝或山脈)，細單線代表轉型斷層界線，箭頭表示板塊運動方向。 圖片出處: Plummer, C. and McGeary, D (1991) Physical Geology, 5th edition, Chapter 1, Figure 1.11

  32. http://www.kaiho.mlit.go.jp/info/books/report2007/tokushu/p028b.htmlhttp://www.kaiho.mlit.go.jp/info/books/report2007/tokushu/p028b.html

  33. 海底地形探測

  34. 海底地形圖測量之演進

  35. 現代海底地形之研究 http://www1.kaiho.mlit.go.jp/KAIYO/tairiku/tairiku.test.html

  36. 環境變遷與海洋 • 地球的環境自四十餘億年前形成以來，一直就在變化中 • 除了氣候變遷外，地球變遷還包括生態系統改變、水文循環和洋流系統改變、陸塊和海洋的面積及位置改變等。 • 地球正處於暖化高峰期，加上人為破壞，地球暖化現象正加速惡化，全球暖化不但造成氣候變遷，也造成海洋環境與環流改變；也即所謂全球變遷，全球變遷終將嚴重威脅到整個海洋生態系營運。

  37. 海水溫暖化 http://rankexploits.com/musings/2010/replication/

  38. 冰山溶解 http://www.kidsgeo.com/geography-for-kids/0142-ocean-temperatures.php

  39. 極區白雪失去反射能力 http://alansmoneyblog.com/2010/03/10/the-most-prosperous-nations-on-earth/ http://4.bp.blogspot.com/_Ed_t-lnktuA/TUixVUVB9OI/AAAAAAAAANE/79LFvWmeZxE/s1600/global_warming.jpg

  40. http://forum.xcitefun.net/change-in-earths-shape-due-to-global-warming-t48485.htmlhttp://forum.xcitefun.net/change-in-earths-shape-due-to-global-warming-t48485.html

  41. 北極海冰層 今夏可能消失(自由時報2008年6月28日 ) 北極海冰層 今夏可能消失〔編譯羅彥傑／綜合報導〕美國科羅拉多州波爾德市「國家雪冰資料中心」科學家指出，隨著全球暖化融化北極海冰層，北極在今年九月前可能會有一段短暫的時間沒有冰。這雖然聽來不可思議，但卻是人類有史以來所僅見。 全球暖化衝擊 最戲劇性一幕 北極海冰層消失，使得乘船穿越開放水域直達北極，再也不是不可能的事。而且這將是全球暖化衝擊最具有戲劇性與最令人擔心的又一新例。科學家說，北緯九十度的冰很可能在今年夏天前融化。 國家雪冰資料中心資深研究員塞瑞茲說：「就科學觀點而言，北極只是地球上的另一個地點。但就象徵意義而言，這又格外的重要。大家都認為北極應該要有冰，而不是開放的水域。」 北極各國到目前為止，都還沒辦法開採北極海海床下方的油田與礦物蘊藏，因為上面的冰層實在太厚，但如果上述北極融冰事件成真，則開採冰層下方油礦的可能性就會大增。 冰層下油礦 開採可能性大增 多位經驗豐富的極地科學家相信，北極今夏完全沒冰的機率超過一半，不過，塞瑞茲認為，融化的機率是五五波。這是因為長年累積的北極厚實冰層已消失於無形，取而代之的是僅形成於去年秋季與冬季的大量薄冰。這些單年冰層在夏季期間特別容易融化，衛星資料也顯示，最近數週的融化速度比去年還快，而去年就已因穿越北極海的海上通路「西北通道」首次短暫開通，創下歷來夏季北極海冰層流失最高紀錄。 北極沒有冰 較預估提早22年 塞瑞茲說：「這是我第一次了解到北極覆蓋著遼闊的一年期冰層」。他指出，幾年前科學家還認為，北極完全無冰要到二○五○或二一○○年時才會發生，最近才又修正為二○三○年，沒想到今年夏天可能就會發生。 北極海冰層每年夏天都會融化，然後在漫長的冬季再度形成，但去年流失的冰層範圍實在太廣，以致北極海許多部分都成了開放水域，水與冰的界線退守到距離北極僅一千一百三十公里。這意味今春存在的七成海冰都是去年冬季形成的一年期冰。 塞瑞茲說，科學家預測至少七成的一年期冰、甚至全部，都將在今夏完全融化。科學家認為，今年七、八月的氣象型態，主要是風力型態與日照時數，將決定北極冰層是否全融。

  42. 北極海浮冰 2100年恐消失 北極海浮冰 2100年恐消失 .聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）8日在哥本哈根聯合國氣候變化大會上發布的最新研究報告顯示，全球氣候變化形勢比以前更加嚴峻，大氣中二氧化碳濃度在2009年創歷史新高。 IPCC主席帕喬里在記者會上提前披露了預計將於2013年完成的IPCC第五次評估報告的部分內容。最新研究顯示，當前的氣候變化形勢比過去更加嚴峻，地球大氣中二氧化碳濃度在2009年達到387ppm，是歷史最高值。 研究顯示，南極和格陵蘭島的冰蓋正在快速融化，並因此造成海平面上升。先前估計認為，全球海平面在1993到2003年間的上漲幅度約為每年3.1毫米。而最新測算顯示，這一上漲幅度約為3.5毫米。 研究還預測，北極海的浮冰到2100年將可能完全消失，目前北極海的浮冰面積約為1950年時的一半。 此外，根據植物開花、動物行為等跡象的綜合測算表明，春季開始的日期每10年提前2.3天。(2009/12/09 14:39 華視國際新聞組/綜合報導　 )

  43. http://serc.carleton.edu/images/eslabs/corals/global_sea_surf_temp.gifhttp://serc.carleton.edu/images/eslabs/corals/global_sea_surf_temp.gif

  44. 消失的大地-海水上升的影響 http://www.education.ntu.edu.tw/wwwcourse/95_2/lesson2/1/2-3.html http://tour.cyol.com/content/2011-01/24/content_4118031.htm

  45. http://www.fanpop.com/spots/keep-earth-green/images/5580917/title/global-warming-photohttp://www.fanpop.com/spots/keep-earth-green/images/5580917/title/global-warming-photo

  46. 北極熊的悲歌 http://4.bp.blogspot.com/_Ed_t-lnktuA/TUixVUVB9OI/AAAAAAAAANE/79LFvWmeZxE/s1600/global_warming.jpg

  47. http://www.jabulela.com/animals-humans/fight-global-warming

  48. http://www.mindingthecampus.com/originals/2011/09/global_warming_the_campus_non-.htmlhttp://www.mindingthecampus.com/originals/2011/09/global_warming_the_campus_non-.html

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