第四章 海平面变动.ppt

第四章 海平面变动 1906年，奥地利地质学家E.修斯提出了全球性海面变动的概念。他认为地史上主要的海侵和海退是由海洋盆地容积变化引起的。1930年代，R.A.戴利发展了“冰川控制”概念，并对冰川消长引起的海平面升降值作了估算。1960年代,提出板块扩张速率变动可导致洋盆容积的变化,进而控制海平面的升降。1970年代,一些学者把地壳和水体当作统一的平衡体系，用地球流变观点研究地球各区域之间海平面升降的关系。1974年“国际地质对比计划”(IGCP)设立了海平面研究组织，加强了全球海面变化的对比研究。当前研究重点是关于世界海面变化的起因与未来发展的趋势问题。 第三节 海平面变动的原因分析 一、 海平面变动原因 海平面变动受多种因素的控制和影响，主要有：冰川-海平面变动,构造-海平面变动,大地水准面-海平面变动，水压均衡作用,冰川均衡作用和流变均衡作用等。 第三节 海平面变动的原因分析 ①??冰川-海平面变动。在气候寒冷的地质时期,极地周围形成冰盖,海洋中的海水量减少,海平面降低。当气候转暖，冰盖融化，冰水流回大洋，海平面升高。不同学者估计全球现代冰川的总面积约1627.7万平方公里，如果全部融化，将使海面升高50～85米（未考虑因海水增多而发生的海底均衡下沉）。按第四纪末次冰期冰盖的体积估算，当时的海平面比目前低 135米。这种海面升降的幅度各学者估计不尽相同，主要看如何估计南极大陆的冰盖厚度。尽管如此，第四纪以来海平面变动主要是由冰川消长所引起的论点已基本上得到公认。 第三节 海平面变动的原因分析 ②??构造-海平面变动。 因构造而引起的海平面变动有的是全球性的，有的是局部地区性的。引起全球性海平面升降变动的构造作用是洋盆容积的变化、洋底下沉或新洋盆形成。世界洋盆的总容积增大，导致海平面降低。相反，洋底抬升，某些洋盆消失，可使海平面升高。板块构造学说认为海平面变动与海底扩张速率有关。 第三节 海平面变动的原因分析 大洋上增生的物质是热的，随着时间的推移而逐渐冷却，变得致密，因而洋底岩石圈在横向扩张移动过程中随时间而下沉。如果海底扩张速率很快，距中脊顶部一定距离的洋底没有足够时间以冷却到“正常”程度，洋底就比正常情况下高，因而即使海水量不变，由于洋盆容积减小，海面也会升高。相反，海底扩张速率很慢，海面降低。海底扩张速率变化引起的海平面变动，周期长达数百万年，变化幅度可达 300～500米。 第三节 海平面变动的原因分析 另外,还有人认为大洋中脊的长度变化会影响洋盆的容积。在大陆分裂期大洋中脊发展，导致世界范围的海侵，而在大陆汇聚形成超大陆时，则造成海退。 局部性的地壳升降运动，引起区域性的海平面变动。这种变动不是海平面与地心之间的距离变化，而是由于地壳升降，导致海面相对于陆面之间的距离发生变化。这种变动往往叠加在全球性海平面变动之上。 第三节 海平面变动的原因分析 ③??大地水准面-海平面变动。 大地水准面受地球重力控制。由于地球内部物质分布不均匀，由此引起重力的变化，大地水准面的形态也随之变化。这种海平面变动表现为有些海区海平面升高，另一些海区海平面降低,从而使全球各地海平面升降既不一致,也不规则。如1976年N.A.默纳尔指出，新几内亚的高海平面与马尔代夫群岛附近的低海平面高差约180米。 第三节 海平面变动的原因分析 ④??水压均衡作用。当冰盖融化,冰水回流入海,海底因水负载增加而下沉，直到新的平衡建立为止。有人估计近7000年来因负载影响洋盆下沉了 8米，大陆上升了16米。其对陆架区的影响更显著。 ⑤??冰川均衡作用。在覆冰区巨大的冰盖使下伏的地壳下沉，因岩石圈具有弹性，下沉范围远超过覆冰区；而在冰前沉陷区外侧，地壳向上弹性隆起。当冰盖消融后,地壳又因弹性恢复到原来的状态。末次冰期以来,在斯堪的纳维亚地区均衡上升了约 300米，现仍以每百年一米的速度继续上升。 第三节 海平面变动的原因分析 ⑥??流变均衡作用。地球流变论认为在各种因素作用下的弹性地球和其上的水体一起调整达到平衡状态。因此上述的冰川及水压均衡的影响不是局部性的，它波及全球，形成若干海面上升区和下降区。J.A.克拉克提出了全新世 (15000年)以来全球海平面变化的数学模式，他把世界大洋分为 6个海面升降各不相同的地带，指出由冰川作用引起的海平面变动，在各地是不一致的。这一模式已得到全球13个地点观测资料的证实。 第三节 海平面变动的原因分析 上述各种因素中，全