1、p 9-1探測海底的方法p 9-2海底地形探測海底的方法海底微地形起伏：側掃聲納儀海洋地殼掃瞄：震波反射、折射探勘海洋鑽探深海潛艇側掃聲納儀功能：描繪海床小尺度不規則的起伏落差。側掃聲納海上作業示意圖。上圖顯示由船底兩側斜向發射聲波，覆蓋一部分海床。下圖顯示海床表面起伏的側掃聲納圖像，中間空白條帶的是未經聲波覆蓋的航線。側掃聲納儀成果側掃聲納紀錄分別顯示海床上的飛機殘骸（左圖）及沉船（右圖）。各種測深儀器的比較多聲束回聲探測儀測量海底深度。側掃聲納儀觀測海床表面小尺度起伏。人造衛星測量海底地形，由衛星高度計算出當地重力值，再由重力資料繪製成海底地形，方法非常省時省力，但是精確度不如研究船的實際
2、測量。衛星與船舶測量結果的比較依據衛星高度資料繪製的南海海底地形圖（左圖）；依據實測水深資料繪製的南海海底地形圖（右圖）。反射震測原理：水中受波器接收反射回來的震波，震源和受波器的距離約幾百公尺。偵測範圍：震波進入海底岩層，能量隨深度迅速衰減，只能測得6公里度以內的岩石。主要測量海洋沉積物的層次和厚度。折射震測原理：震源和水中受波器的距離增長，由另一研究船在遠處接收深處岩層折射之震波。偵測範圍：震波藉由岩層介面折射後，能量衰減較小，折射波可傳播至較深的岩層，因此海洋地殼和上部地函的資料，主要來自折射震測。海洋鑽探的重要深海沉積物磁性物質記錄沉積當時的地磁方向，和地磁年代表對比之後，可得知整段岩
3、心沉積的時間。沉積物中海洋生物殼中氧同位素比值（即18 O 16 O）與水溫有關，海底岩心樣本氧同位素分析可獲得地質時代溫度的變化。海洋鑽探的成果1.證實海底擴張學說海洋地殼由中洋脊湧出的岩漿冷卻形成，之後向兩側移動，遠離中洋脊的海洋地殼較古老。2.建立1億5千萬年的地質年代表古生物學家建立詳細而完整的生物地層紀錄；古地磁學者獲得詳細的地磁反轉紀錄。3.了解海洋地殼的構造與組成（如下圖）海洋鑽探的成果4.解開板塊中的海底線型山脊與島鏈的成因島鏈是由地函中的熱點噴發所形成，岩漿成分隨噴發時間逐漸改變，顯示岩漿來源有向地函內部加深的現象。5.古海洋學的興起由氧同位素分析，建立全球海洋溫度變化的模型
4、，推算地球冰河期及間冰期的年代。6.古代海洋地殼的演變56百萬年前的地中海曾經是乾涸盆地。7.海底礦產資源的發現發現廣泛分布在南北極的永凍層，和水深超過400公尺的大陸斜坡沉積物中的天然氣水合物。8.地下生物圈的探測在海床下方數百公尺的岩心中，仍然有細菌存在並且活躍繁殖。深海鑽探船果敢號臺灣參與的國際海洋鑽探計畫臺灣自1997年起，也成為海洋鑽探計畫的會員國。參與計畫：整合型海洋鑽探計畫。計畫目標：2007年日本建造的新型鑽探船地球號 將於日本東部外海執行鑽探，著手研究全球變遷、地殼移動過程、地震緣起、尋找生命起源以及鑽穿鑽穿莫氏莫氏不連續面不連續面探測地函探測地函等項目。直擊現場深海潛艇 深
5、海潛艇的貢獻：見證海底擴張學說的真相：水中攝影技術清楚顯現巨大熔岩流從裂谷的軸心往下流，有很多斷崖和枕狀熔岩，火山地形十分壯觀，而且有湍急的海流。觀察到深海的熱泉熱泉（溫度達到350）及一根根高約67尺貌似黑煙囪黑煙囪。深海潛艇阿爾文號黑煙囪熔岩流縫隙中冒出豐富的金屬離子的熱泉（溫度達到350）。含鐵、銅、鋅等金屬的礦物自溶液中析出沉澱在周圍較冷的岩石上，形成一根根高約67尺黑煙囪。陸地和海洋高度與深度的變化 大陸的平均高度在海平面以上840公尺，海洋平均深度為海平面以下3800公尺。海底地形的分類 三個主要地形區：大陸邊緣、洋底盆地及中洋脊（大西洋）。大陸邊緣可細分為三段大陸棚、大陸坡和大陸
6、緣積。坡度甚緩，約為1：1000寬度各地不一，最外緣的深度約為200公尺。大陸邊緣坡度最大之處。寬度常小於20公里，水深可達數千公尺。局部地區偶爾出現斷崖，或受底流侵蝕的V字形斷面的海底峽谷。大陸坡底部的沉積地帶，平均坡度小於1，表面比洋底盆地高。大西洋型大陸邊緣有明顯的大陸緣積有明顯的大陸緣積。太平洋型大陸邊緣 大陸坡緊鄰海溝，缺乏明顯的大陸邊緣缺乏明顯的大陸邊緣。典型的例子為智利海溝，海溝緊鄰山脈。海溝深度常超過6000公尺，走向大致和大陸邊緣的外緣或島弧平行，在太平洋周圍分布最廣。馬里亞納海溝深度達11034公尺，是地表最深之處。洋底盆地屬海洋地殼，上有沉積物覆蓋，水深在4000 600
7、0公尺之間，可分為深海平原、深海丘陵和海底山三個主要地形區。洋底盆地最平坦之處，也是地表最平之處。因有沉積物覆蓋在原來不規則的海底，坡度常小於1：1000。深海平原上的小山丘。高度超過1000公尺的山峰，大多為火山，海底火山頂部遭到侵蝕形成平頂的火山稱為海桌山。中洋脊除了北太平洋外，多半位在各大洋的中間。脊頂比附近海底盆地高出1000 3000公尺，其中央斷裂谷地形與東非裂谷非常相像，為海底地形最崎嶇之處，常伴隨著斷層活動、火山噴發和地震。脊頂和洋底盆地之間坡度較緩之處稱為側翼。兩側翼的地形對稱，上面有沉積物覆蓋，距脊頂愈遠堆積愈厚。轉形斷層與破裂帶中洋脊被轉形斷層斷開，箭頭所指為運動方向。板塊A與板塊B以中洋脊為界，作反向運動。轉形斷層與地震只有在轉形斷層CD以及EF處的兩側才有相對運動，故破裂帶上只有此處有淺源地震。臺灣附近的海底地形屬大陸棚，深度絕大部分 小 於 1 0 0公尺，包含一些殘留著的海底河谷。東部外海水深變化急遽，海底地形受板塊構造活動影響。
