海洋地质学复习要点

古海洋学概述古海洋学研究方法古海洋学：生物指标p古海洋学：物理和化学指数古代海洋记录：第四纪海洋和晚期冰洋1.温跃层是位于海平面以下大约100-200米的薄层，温度和密度变化很大。它是一个水温在上层的薄温水层和下层的厚冷水层之间急剧下降的层。2.海洋传送带：向世界发送北半球高纬度信息热带辐合带4.古海洋学产生和发展的历史进程和主要技术支持条件？p古海洋学的意义和价值是什么？p影响多时间尺度古海洋环境演变的主要控制因素和特征是什么？1.海洋沉积物的来源和组成成岩沉积物(岩源沉积物):从岩石中风化出来，以碎屑颗粒、陆源颗粒或火山颗粒的形式进入海洋生物成因沉积物：由海洋生物骨骼组成，包括硅藻、放射虫、有孔虫，其中形成碳酸钙并变成钙质软泥(钙质软泥)；它由二氧化硅组成，变成硅质软泥钒含水(自生)沉积物：由溶液直接沉淀或颗粒物质与溶解的接触形成全球海洋中70%的陆地物质来自西太平洋边缘。2.在海洋沉积物的某一深度，当碳酸钙的溶解速率等于其累积速率时，碳酸钙将不再储存在比该深度更深的沉积物中，这被称为碳酸钙补偿深度(CCD)。p在实际工作中，由于碳酸钙的溶解速率和累积速率很难获得，海洋学家通常方便地将海洋沉积物中碳酸钙含量为5%的深度定义为碳酸钙补偿深度。饱和深度-溶解温跃层-补偿深度3.古代海洋环境的十大参数古温度古盐度海水结构海平面变化古气候物质来源p养分浓度p生产力p古海水Pco2和酸碱度p沉积通量古海洋学：生物学指标1.生物替代品浮游有孔虫放射虫和硅鞭毛虫不饱和乙烯酮古温度计2.浮游有孔虫：单细胞真核生物，生活在浮游生物中，100m-1mm，钙质贝壳，约40种，占有孔虫总数的1%；200毫安(侏罗纪)开始出现，65毫安在新生代开始繁荣。它对环境变化敏感，是研究古代海洋历史的理想指标。在现代海洋中，它们从极地到赤道(热带、亚热带、温带、亚极地和极地)呈带状分布，-1.8-31；影响因素包括：温度、盐度、不同水层的营养浓度、海水密度、CO2、O2、共生分布、捕食、食物供应等。P随着温度升高，壳的直径增加。随着生产率的提高，壳的直径也会增加。二氧化碳含量越高，外壳越轻。3.底栖生物有孔虫：单细胞真核生物，底栖生物，50m-2mm，钙质壳或胶结壳，约10000左右的活种，占总有孔虫的99%，500 Ma(寒武纪)开始出现；生活在所有海洋环境中的影响因素包括：基质、食物供应、温度、盐度、深度、O2及其与其他生物群落的相互作用等。分布格局：(1)水深分区；(2)纬度分区。碳通量对13C有什么影响？4.放射虫：是生活在浮游生物中的海洋单细胞微型浮游动物，40m-0.4mm，硅质外壳，开始出现在寒武纪，现在大约有400种。5.上升流放射虫指数(URI) :上升流指示种占群落总磷温跃层的比例-表面放射虫指数(TSRI，温跃层/表面放射虫指数):温跃层指示种(水深低于200米)与混合层(水深高于50米)指示种的比例。6.海洋硅藻：硅藻是具有色素体的单细胞植物。它们主要生活在浮游生物中。它们的大小为10200m，壳为硅质。它们出现在侏罗纪早期，现在大约有10种。它们是光合自养生物。7.海洋沉积物中的生物标志物：有机物；有机碳氮含量和同位素；四醚键膜脂质8.有机碳氮含量及同位素环境意义：碳氮比：海洋自生藻类8，陆生植物20，比值越高，陆相越大(迈耶斯，1997)；氮同位素15N:陆生植物和蓝藻( 0 )和浮游植物(3 8 )。15N越轻，陆相比例越高。9.有机碳同位素 13C: C3植物(25 30 )和C4植物(10 15 )，陆源物质输入越负，越高。10.四醚键膜脂(GDGT):海洋圆齿藻(古菌)和古菌(古菌)，它们普遍存在且丰富；四醚键膜脂(GDGT):一种可变的五元环，膜脂的组成取决于温度。gdgt(I)-冷水。gdgt(ii-iv)-温暖。德克萨斯86(含86个碳原子的脂质的四醚指数)-SST .11.乙烯酮古海水温度的不饱和程度。古海洋学：物理和化学指标1.碳循环前体镁/钙和锶/钙古温度计(镁/钙和锶/钙古温度计)磷营养替代物(营养前体)磷 18O温度和盐度指标(温度和盐度前体： 18O)磷放射性同位素指标(放射性同位素前体)2.二氧化碳增加海洋酸化：全球变暖的“邪恶双胞胎”自工业革命以来，大气CO2从280ppmv增加到384ppmv，海洋ph值从8.2下降到8.1。据预测，到本世纪末，海洋酸碱度将下降0.3-0.5。全球海洋正面临严重的酸化危机。p削弱海洋吸收大气二氧化碳的能力，并对全球变暖产生积极的反馈。p降低海水中CO32-的浓度对海洋生物，特别是钙质生物的钙化和生理有重要影响，导致海洋生态系统不稳定。3.碳同位素代理植物更喜欢将12C整合到它们的组织中，并将13C排除在外(13C=-25)在海洋中：6CO2 6H2O光- C6H12O6 6O2地表水富含13C (d13C=1-2)深水富含12C (d13C=0)4.5.古海洋学中的主要生物替代指标是什么？掌握至少一种类型的p古海洋学中主要的物理和化学替代品是什么？至少一个第四纪海洋和晚冰海洋前第四纪古海洋记录1.古新世-始新世最热事件(PETM):约55.8Ma前，在不到10ka的时间内，一次严重的全球变暖事件突然爆发，持续170ka，期间深海温度上升约5，表层海水温度上升4-8，大气CO2是海流的3-4倍，深海含氧量显著下降。在这次全球变暖事件中，超过或等于2万亿吨的碳被溶解到海洋中，海洋中的电荷耦合器件上升了2000米，许多物种的灭绝导致了海底生物的重大重组，最显著的是30-40%的深海有孔虫灭绝。2.南极冰盖的形成南极海冰漂浮最早出现在始新世中期(45.5毫安)南极陆地冰川活动发生在始新世/渐新世寒冷事件(33.7毫安)南极冰盖最终在中新世形成：2100万年前德雷克海通道的开放与南极的热隔离3.西太平洋暖池的形成中美海上通道关闭的早期证据：4.5毫安以来加勒比海碳酸盐保存较好-通风增强-NADW增强-中美海上通道关闭现代西太平洋暖池建立在3.6马，它起源于印度尼西亚和中美海道的关闭。10.611.5“暖池”的雏形开始封闭条印度尼西亚海道。3.6 4.0毫安前现代“暖池”形成巴拿马地峡的封闭4.上新世暖期永久厄尔尼诺“超级暖池”问题在上新世早期暖期(4.5-3.0毫安)，赤道太平洋东部的温跃层非常深，在东赤道和西赤道的温度梯度只有大约1.5度，非常类似于现代厄尔尼诺事件。因此，现代强烈的赤道东西向温度梯度是不稳定和永久的。持续的类似厄尔尼诺的状态，包括相对较弱的沃克环流，可能是全球变暖的结果，并进一步促进全球变暖。上新世和更新世相比，海洋温度比今天高3-4度。二氧化碳(350-400ppmv)比工业革命前的全新世水平高30%；影响风场和热平衡的东西向温度梯度减弱；太平洋温跃层更深，上升流强度更弱。温盐环流更强(即从热带到北大西洋的热传递更强)；构造因素：巴拿马和印度尼西亚水道关闭。在大冰期期间，赤道太平洋东部上升流区的逐渐冷却早于北半球，表明冰盖的生长和大气的影响不能单独解释上升流区的冷却。温跃层深度/温度的变化可能是重要原因。早更新世1.61.4Ma，赤道太平洋东部和西部的不对称格局最终形成。5.中更新世气候变化(MPT):中更新世气候变化(MPT):在1250-700 ka期间，全球气候变化的主要周期从40 ka变化到100 ka。冰河时代的海洋12000年前的大冰期：三分之一的土地被冰盖覆盖；北半球的冰层厚2 3公里，甚至4公里。海平面下降120米；年平均气温下降了8摄氏度；大气中的二氧化碳浓度为180ppm。2.间冰期/冰期大气二氧化碳循环的形成机制海洋呼吸CO2假说：溶解在孔隙水中的碳酸钙和碱度由于冰期时CO2在海洋中的储存而增加，促进了大气CO2被海洋吸收，即冰期时CO2的减少必然伴随着CO32-的明显增加。影响大气CO2在冰期和间冰期之间转移的主要因素不能简单地归因于深海中的CO32-变化，还可能受到温盐环流和生物泵等效应的影响。碳酸盐体系(酸碱度、二氧化氯和CO32-等。)在上层海洋水域可能发挥重要作用。3.推论：类ENSO过程和大气中的二氧化碳变化之间可能存在耦合关系？4.LGM热带西太平洋硅藻垫作为碳汇的作用5.最后一次冰川沉积事件亨利克事件冰河时代的海洋1.年轻仙女事件2.热带西太平洋海温上升导致冰期极地冰量减少2-3ka晚冰海洋千年尺度的气候波动不仅发生在冰期，也发生在间冰期和冰期。全新世千年尺度的“准周期”事件是冰河期丹斯加尔-奥斯奇格事件的表现，但信号在冰河期强，在间冰期弱。- Bond等人，1997年，科学思考问题古新世至始新世最热事件的海洋环境特征是什么？南极冰盖的机制？西太平洋暖池是如何形成的？中更新世气候转变意味着什么？冰河时期海洋环境的特征是什么？冰川晚期的快速(亚轨道事件)气候波动？海洋地质学中的海洋灾害地质学海洋灾害地质学的概念海洋灾害的地质类型及成因海洋灾害地质调查防灾减灾思考问题：请简要说明三种海洋灾害的地质成因和危害对海洋灾害地质勘查技术的认识海洋灾害地质学的概念1.概念：海洋灾害地质学主要研究海洋地质灾害的形成条件和成因机制，研究各种海洋地质灾害的发展规律和灾害过程，为海洋地质灾害的灾害评估、监测、预测和预防提供科学依据。海洋灾害的地质类型及成因1.2.各种遗传类型的危害分析构造活动引起的海洋灾害的地质类型：主要包括地震、活断层和火山。它们不仅可能对沿海建筑和海洋结构造成直接损害，还可能造成海啸和次生地质灾害，如崩塌、泥石流、浊流、海底浊流和砂土液化。p重力(斜坡)引起的海洋灾害地质类型：主要包括崩塌、泥石流、浊流等。通常由地震或风暴引发，可能对沿海建筑和海洋工程造成直接损害。p侵蚀-堆积引起的海洋灾害的地质类型有海岸和海床侵蚀、堆积和侵蚀海岸(海洋)动力作用引起的海洋灾害地质类型：主要包括海岸侵蚀、海面上升、海水入侵、风暴潮、海啸等。海岸侵蚀导致土地流失和海岸环境恶化。海平面的上升使沿海低地受到海水泛滥的威胁。洪水和风暴潮增加，海岸侵蚀增加。海水入侵导致淡水质量恶化、土地盐碱化和沿海地区生态环境恶化。风暴潮和海啸会造成强烈的海岸侵蚀或堆积，摧毁海堤和房屋，并造成次生地质灾害，如崩塌和滑坡。特殊地质体(岩土体)的海洋灾害地质类型，是指泥底辟、易液化砂层、软土夹层、生物礁、气液沉积、古河道、古侵蚀面、浅埋波状基岩等特殊地质体或岩土体。它们不具有直接的破坏能力，属于潜在的灾害地质类型。人为因素引起的海洋灾害的地质类型，如海