海洋學(xué)導(dǎo)論（原書第11版）

第1章 地球簡介 1
1．1 地球上有多少海洋？ 2
1．1．1 四大洋及另一個(gè)大洋 2
1．1．2 海與洋的比較：七海有哪些？ 3
1．2 早期如何進(jìn)行海洋勘探？ 5
1．2．1 早期歷史 5
1．2．2 中世紀(jì) 9
1．2．3 歐洲人的“發(fā)現(xiàn)時(shí)期” 10
1．2．4 遠(yuǎn)洋科學(xué)的開端 11
1．2．5 仍將繼續(xù)的海洋學(xué)歷史 12
1．3 科學(xué)探索的本質(zhì)是什么？ 12
1．3．1 觀察 13
1．3．2 假說 13
1．3．3 檢驗(yàn) 13
1．3．4 理論 13
1．3．5 理論和真理 14
1．4 地球和太陽系是如何形成的？ 15
1．4．1 星云假說 15
1．4．2 原始地球 16
1．4．3 密度和密度分層 17
1．4．4 地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 17
1．5 地球上的大氣和海洋是如何形成的？ 20
1．5．1 地球大氣的起源 20
1．5．2 地球海洋的起源 20
1．6 海洋是地球生命的搖籃嗎？ 21
1．6．1 氧氣對生命的重要性 21
1．6．2 斯坦利?米勒實(shí)驗(yàn) 22
1．6．3 生物進(jìn)化與自然選擇 23
1．6．4 植物和動物的進(jìn)化 24
1．7 地球有多大年齡？ 26
1．7．1 放射性年齡測定 26
1．7．2 地質(zhì)年代表 27
基本概念回顧 28
第2章 板塊構(gòu)造和洋底 29
2．1 支持大陸漂移的證據(jù)有哪些？ 30
2．1．1 大陸的吻合 31
2．1．2 巖石層序與山脈 32
2．1．3 冰河時(shí)代與其他氣候證據(jù) 32
2．1．4 生物分布 33
2．1．5 大陸漂移的反對意見 35
2．2 支持板塊構(gòu)造的證據(jù)是什么？ 35
2．2．1 地球磁場和古地磁學(xué) 36
2．2．2 海底擴(kuò)張和海洋盆地特征 40
2．2．3 海盆的其他證據(jù) 41
2．2．4 理論的接受 43
2．3 板塊邊界有哪些特征？ 44
2．3．1 離散邊界特征 45
2．3．2 匯聚型板塊邊界 49
2．3．3 轉(zhuǎn)換型板塊邊界特征 53
2．4 測試模型：板塊構(gòu)造的應(yīng)用有哪些？ 54
2．4．1 熱點(diǎn)和地幔柱 54
2．4．2 海山和平頂海山 57
2．4．3 珊瑚礁的發(fā)育 57
2．4．4 衛(wèi)星觀測的板塊運(yùn)動 59
2．5 地球過去是怎樣變化的，將來又會是什么
樣子？ 60
2．5．1 地球的過去：古地理學(xué) 60
2．5．2 未來：一些大膽的預(yù)測 61
2．6 板塊構(gòu)造是如何作為實(shí)用模板應(yīng)用的？ 62
基本概念回顧 65
第3章 海洋區(qū)域 67
3．1 測量海洋深度的技術(shù)有哪些？ 68
3．1．1 探測技術(shù) 68
3．1．2 回聲測深 68
3．1．3 利用衛(wèi)星從太空描繪海洋特征 70
3．1．4 地震反射剖面 72
3．2 大陸邊緣有哪些地貌？ 73
3．2．1 被動大陸邊緣與主動大陸邊緣 73
3．2．2 大陸架 74
3．2．3 大陸坡 74
3．2．4 海底峽谷和濁流 75
3．2．5 大陸隆 76
3．3 深海盆地中有什么地貌特征？ 78
3．3．1 深海平原 78
3．3．2 深海平原的火山 79
3．3．3 海溝和火山弧 79
3．4 大洋中脊有哪些地貌特征？ 81
3．4．1 火山地貌 81
3．4．2 熱液噴口 82
3．4．3 斷裂帶和轉(zhuǎn)換斷層 84
3．4．4 大洋島嶼 87
基本概念回顧 88
第4章 海洋沉積物 89
4．1 如何采集海洋沉積物樣品？海洋沉積物
揭示了哪些歷史事件？ 91
4．1．1 海洋沉積物的采集 91
4．1．2 海洋沉積物揭示的環(huán)境條件 93
4．1．3 古海洋學(xué) 93
4．2 陸源沉積的特征 94
4．2．1 陸源沉積的起源 94
4．2．2 陸源沉積的組成 94
4．2．3 沉積結(jié)構(gòu) 96
4．2．4 陸源沉積的分布 97
4．3 生物沉積的特征 98
4．3．1 生物沉積的來源 98
4．3．2 生物沉積的組成 99
4．3．3 生物沉積的分布 101
4．4 水生沉積的特征 106
4．4．1 水生沉積的成因 106
4．4．2 水生沉積的組成及分布 106
4．5 宇宙沉積的特征 108
4．5．1 宇宙沉積的來源、組成、分布 108
4．6 深海及淺海沉積的分布 109
4．6．1 海洋沉積混合物 109
4．6．2 淺海沉積 109
4．6．3 深海沉積 110
4．6．4 如何根據(jù)海底沉積物反映表層海水
狀況？ 111
4．6．5 全球海洋沉積物的厚度 111
4．7 海洋沉積資源 112
4．7．1 能源資源 112
4．7．2 其他資源 114
基本概念回顧 116
第5章 水和海水 118
5．1 為什么水具有如此特殊的化學(xué)性質(zhì)？ 119
5．1．1 原子結(jié)構(gòu) 119
5．1．2 水分子 120
5．2 水還具有哪些重要的性質(zhì)？ 122
5．2．1 水的熱力學(xué)性質(zhì) 122
5．2．2 水的密度 126
5．3 海水有多咸？ 129
5．3．1 鹽度 129
5．3．2 鹽度的測定 131
5．3．3 純水和海水的比較 131
5．4 為什么海水鹽度會有變化？ 132
5．4．1 鹽度變化 132
5．4．2 影響海水鹽度的因素 133
5．4．3 海水中溶解性組分的輸入與輸出 135
5．5 海水是酸性的還是堿性的？ 136
5．5．1 pH值的范圍 137
5．5．2 碳酸鹽的緩沖系統(tǒng) 138
5．6 海水鹽度在表層如何變化？隨深度如何
變化？ 139
5．6．1 表層鹽度變化 139
5．6．2 鹽度隨深度變化 140
5．6．3 鹽躍層 141
5．7 海水密度隨深度如何變化？ 141
5．7．1 影響海水密度的因素 141
5．7．2 溫度和密度隨深度變化 142
5．7．3 溫躍層和密度躍層 143
5．8 用什么方法去除海水中的鹽分？ 144
5．8．1 蒸餾法 144
5．8．2 膜過濾過程 145
5．8．3 其他海水脫鹽方法 145
基本概念回顧 146
第6章 海氣的相互作用 148
6．1 是什么引起了太陽輻射在地球上的
變化？ 149
6．1．1 是什么引起了地球季節(jié)循環(huán)？ 149
6．1．2 緯度如何影響太陽輻射的分布？ 151
6．1．3 海洋熱流 152
6．2 大氣擁有怎樣的物理特性？ 153
6．2．1 大氣組成 153
6．2．2 大氣中溫度的變化 153
6．2．3 大氣中密度的變化 154
6．2．4 大氣中的水蒸氣含量 154
6．2．5 大氣壓 155
6．2．6 大氣運(yùn)動 155
6．2．7 一個(gè)例子：不自轉(zhuǎn)的地球 155
6．3 科里奧利效應(yīng)是如何影響物體運(yùn)動的？ 156
6．3．1 例1：旋轉(zhuǎn)木馬的參照系 156
6．3．2 例2：兩枚導(dǎo)彈的故事 157
6．3．3 科里奧利效應(yīng)隨緯度而變化 158
6．4 全球大氣存在怎樣的環(huán)流形式？ 159
6．4．1 環(huán)流 160
6．4．2 氣壓 160
6．4．3 風(fēng)帶 160
6．4．4 邊界 160
6．4．5 環(huán)流圈：是理想的還是真實(shí)的？ 161
6．5 海洋上發(fā)生什么樣的天氣和氣候形態(tài)？ 163
6．5．1 天氣與氣候 163
6．5．2 風(fēng) 163
6．5．3 風(fēng)暴和鋒面 164
6．5．4 熱帶氣旋（颶風(fēng)） 166
6．5．5 海洋的氣候形態(tài) 172
6．6 海冰和冰山是如何形成的？ 173
6．6．1 海冰的形成 173
6．6．2 冰山的形成 174
6．7 風(fēng)中的能量能否作為能源加以利用？ 176
基本概念回顧 177
第7章 海洋環(huán)流 179
7．1 海流是如何測量的？ 180
7．1．1 表層流的測量 180
7．1．2 深層流的測量 182
7．2 海洋表層流是如何組織的？ 183
7．2．1 表層流的起源 183
7．2．2 表層流的主要組成 184
7．2．3 影響海洋表層流的其他因素 186
7．2．4 洋流與氣候 189
7．3 什么引起上升流和下降流？ 190
7．3．1 表層水輻散 190
7．3．2 表層水輻合 190
7．3．3 沿岸上升流和下降流 190
7．3．4 上升流的其他原因 192
7．4 各大海盆主要的表層環(huán)流形態(tài)是什么？ 192
7．4．1 南極環(huán)流 193
7．4．2 大西洋環(huán)流 193
7．4．3 印度洋環(huán)流 197
7．4．4 太平洋環(huán)流 200
7．5 存在哪些深海洋流？ 207
7．5．1 熱鹽環(huán)流的起源 207
7．5．2 深層水的來源 207
7．5．3 全球范圍的深層環(huán)流 209
7．5．4 深層水的溶解氧 210
7．6 海流可以用來發(fā)電嗎？ 210
基本概念回顧 211
第8章 海浪和水動力學(xué) 213
8．1 海浪是如何生成和傳播的？ 214
8．1．1 擾動形成海浪 214
8．1．2 波浪運(yùn)動 215
8．2 海浪具有什么特征？ 216
8．2．1 海浪的常用術(shù)語 216
8．2．2 圓形軌道運(yùn)動 217
8．2．3 深水浪 219
8．2．4 淺水浪 220
8．2．5 過渡浪 220
8．3 風(fēng)成浪是如何發(fā)展的？ 221
8．3．1 海波的發(fā)展 221
8．3．2 干涉模式 225
8．3．3 瘋狗浪 225
8．4 海浪在碎浪帶是如何變化的？ 227
8．4．1 海浪靠近海濱時(shí)的物理變化 227
8．4．2 碎浪和沖浪運(yùn)動 228
8．4．3 海浪的折射 229
8．4．4 海浪的反射 230
8．5 海嘯是如何形成的？ 232
8．5．1 海岸的影響 232
8．5．2 海嘯的幾個(gè)例子 234
8．5．3 海嘯預(yù)警系統(tǒng) 239
8．6 海浪的能量是否可作為能源加以利用？ 240
8．6．1 海浪發(fā)電廠和海浪農(nóng)場 241
8．6．2 全球沿岸的海浪資源 242
基本概念回顧 242
第9章 潮汐 244
9．1 什么導(dǎo)致了海洋潮汐？ 245
9．1．1 引潮力 245
9．1．2 潮?。涸虑虻挠绊? 249
9．1．3 潮?。禾柕挠绊? 250
9．1．4 地球自轉(zhuǎn)與潮汐 250
9．2 潮汐在月潮周期內(nèi)如何變化？ 251
9．2．1 月潮周期 251
9．2．2 復(fù)雜的因素 253
9．2．3 理想潮汐的預(yù)測 254
9．3 海洋中的潮汐是什么樣的？ 255
9．3．1 無潮點(diǎn)和等潮線 255
9．3．2 陸地的影響 256
9．3．3 其他影響因素 257
9．4 潮汐有哪些類型？ 257
9．4．1 半日潮模式 258
9．4．2 混合潮模式 258
9．5 沿海地區(qū)有哪些潮汐現(xiàn)象？ 259
9．5．1 潮汐的極端例子：芬迪灣 260
9．5．2 沿海潮汐 261
9．5．3 漩渦：是事實(shí)還是虛幻？ 262
9．5．4 銀漢魚：跑到海灘上來做什么？ 262
9．6 潮汐是否可以作為能源來加以利用？ 264
9．6．1 潮汐發(fā)電廠 264
基本概念回顧 266
第10章 海岸：海灘和海岸線過程 267
10．1 沿海地區(qū)是如何定義的？ 268
10．1．1 海灘術(shù)語 268
10．1．2 海灘的組成 269
10．2 海灘上的沙子是怎樣運(yùn)移的？ 269
10．2．1 垂直于海岸線的運(yùn)移 269
10．2．2 平行于海岸線的運(yùn)移 270
10．3 侵蝕海岸和堆積海岸有什么地貌特征？ 272
10．3．1 侵蝕海岸的特征 272
10．3．2 堆積海岸的特征 274
10．4 海平面如何變化才會形成新生海岸線和
淹沒海岸線？ 279
10．4．1 新生海岸線的特征 280
10．4．2 淹沒海岸線的特征 280
10．4．3 海平面的變化 280
10．5 美國海岸具有什么特征？ 282
10．5．1 大西洋海岸 282
10．5．2 墨西哥灣 284
10．5．3 太平洋海岸 284
10．6 加固構(gòu)筑物是怎樣影響海岸線的？ 285
10．6．1 攔沙壩和攔沙壩群 285
10．6．2 防波堤 287
10．6．3 防浪堤 287
10．6．4 海堤 289
10．6．5 加固構(gòu)筑物的替代方案 290
基本概念回顧 291
第11章 近海 293
11．1 管理海洋所有權(quán)的法律有哪些？ 294
11．1．1 公海和領(lǐng)海 294
11．1．2 海洋法 294
11．2 沿海水域有哪些特征？ 296
11．2．1 鹽度 297
11．2．2 溫度 297
11．2．3 沿海地轉(zhuǎn)流 298
11．3 沿海水域有哪些類型？ 299
11．3．1 河口 299
11．3．2 瀉湖 303
11．3．3 邊緣海 304
11．4 沿海濕地面臨哪些問題？ 306
11．4．1 濱海濕地的類型 306
11．4．2 濱海濕地的特點(diǎn) 306
11．4．3 濕地的嚴(yán)重消失 308
11．5 什么是污染？ 309
11．5．1 海洋污染的定義 309
11．5．2 環(huán)境生物檢測 309
11．5．3 海洋中廢棄物的處理 310
11．6 海洋污染的主要類型有哪些？ 310
11．6．1 石油 310
11．6．2 污水污泥 317
11．6．3 DDT和PCB 319
11．6．4 汞和水俁病 320
11．6．5 非點(diǎn)源污染及垃圾傾倒 322
11．6．6 生物污染：非本地物種 327
基本概念回顧 328
第12章 海洋生物和海洋環(huán)境 330
12．1 什么是生物，它們是如何分類的？ 331
12．1．1 生命的有效定義 331
12．1．2 生命的三域 332
12．2 海洋生物是如何分類的？ 335
12．2．1 浮游生物 335
12．2．2 游泳生物 336
12．2．3 底棲生物 337
12．3 究竟存在多少種海洋生物？ 338
12．3．1 為什么海洋生物很少？ 339
12．3．2 水層生活生物和海底生活生物 340
12．4 海洋生物如何適應(yīng)海洋的物理?xiàng)l件？ 340
12．4．1 物理?xiàng)l件的支撐 341
12．4．2 水的黏度 341
12．4．3 溫度 343
12．4．4 鹽度 344
12．4．5 溶解氣體 347
12．4．6 水的高透明度 347
12．4．7 壓力 349
12．5 海洋環(huán)境主要劃分為哪些部分？ 351
12．5．1 海水環(huán)境 351
12．5．2 海底環(huán)境 353
基本概念回顧 354
第13章 生物生產(chǎn)力和能量傳遞 356
13．1 什么是初級生產(chǎn)力？ 357
13．1．1 初級生產(chǎn)力的測量 357
13．1．2 影響初級生產(chǎn)力的因素 359
13．1．3 海水中的光傳播 360
13．1．4 為什么邊緣海生命如此豐富？ 362
13．2 海洋存在哪些類型的光合作用生物？ 364
13．2．1 種子植物（顯花植物） 364
13．2．2 大型藻類 364
13．2．3 微藻 366
13．2．4 海洋富營養(yǎng)化和死亡區(qū) 369
13．2．5 光合細(xì)菌 371
13．3 初級生產(chǎn)力的區(qū)域差異如何變化？ 372
13．3．1 極地（高緯度）的海洋生產(chǎn)力 373
13．3．2 熱帶（低緯度）海域的生產(chǎn)力 374
13．3．3 中緯度（溫帶）海洋的生產(chǎn)力 375
13．3．4 地區(qū)生產(chǎn)力比較 376
13．4 物質(zhì)和能量是如何在海洋生態(tài)系統(tǒng)中
傳遞的？ 377
13．4．1 海洋生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動 377
13．4．2 海洋生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)物質(zhì)的流動 378
13．4．3 海洋捕食關(guān)系 379
13．5 影響海洋漁業(yè)的因素有哪些？ 383
13．5．1 海洋生態(tài)系統(tǒng)和漁業(yè) 383
13．5．2 過度捕撈 383
13．5．3 附帶漁獲物 386
13．5．4 漁業(yè)管理 388
13．5．5 海產(chǎn)品選擇 391
基本概念回顧 392
第14章 水層環(huán)境中的動物 393
14．1 海洋生物如何才能不下沉？ 394
14．1．1 儲氣裝置的使用 394
14．1．2 漂浮的能力 395
14．1．3 游泳的能力 395
14．1．4 浮游動物的多樣性 395
14．2 海洋水層生物有哪些覓食的適應(yīng)性？ 400
14．2．1 機(jī)動性：猛撲和巡游 400
14．2．2 游泳速度 402
14．2．3 冷血生物和溫血生物 402
14．2．4 深層游泳生物的適應(yīng)性 403
14．3 海洋水層生物有哪些逃避敵害的
適應(yīng)性？ 404
14．3．1 集群 405
14．3．2 共生 405
14．3．3 其他適應(yīng)性 406
14．4 海洋哺乳動物具有哪些特征？ 407
14．4．1 哺乳動物的特征 407
14．4．2 食肉目 408
14．4．3 海牛目 409
14．4．4 鯨目 410
14．5 為什么灰鯨要遷徙？ 416
14．5．1 遷徙路線 417
14．5．2 遷徙的理由 417
14．5．3 遷徙的時(shí)間 418
14．5．4 灰鯨是瀕危物種嗎？ 418
14．5．5 捕鯨和國際捕鯨委員會 419
基本概念回顧 420
第15章 海底環(huán)境中的動物 422
15．1 巖質(zhì)海岸有哪些生物群落？ 424
15．1．1 潮間帶 424
15．1．2 浪花帶（潮上帶）：生物及其
適應(yīng)性 425
15．1．3 高潮帶：生物及其適應(yīng)性 426
15．1．4 中潮帶：生物及其適應(yīng)性 427
15．1．5 低潮帶：生物及其適應(yīng)性 428
15．2 沉積物覆蓋的海岸有哪些生物群落？ 430
15．2．1 沉積物的物理環(huán)境 430
15．2．2 潮間帶分區(qū) 430
15．2．3 沙灘：生物及其適應(yīng)性 431
15．2．4 泥灘：生物及其適應(yīng)性 432
15．3 近岸淺海的海底有哪些生物群落？ 433
15．3．1 巖石底質(zhì)（潮下帶）：生物及其
適應(yīng)性 433
15．3．2 珊瑚礁：生物及其適應(yīng)性 436
15．4 深海海底有哪些生物群落？ 442
15．4．1 物理環(huán)境 442
15．4．2 食物來源和物種多樣性 442
15．4．3 深海熱液口生物群落：生物及其
適應(yīng)性 444
15．4．4 低溫滲口生物群落：生物及其
適應(yīng)性 448
15．4．5 深海生物圈：一個(gè)新的前沿 450
基本概念回顧 450
第16章 海洋和氣候變化 452
16．1 地球氣候系統(tǒng)由什么組成？ 453
16．2 地球近期氣候變化：是自然現(xiàn)象還是人類
造成的影響？ 455
16．2．1 確定地球過去的氣候：代用資料和
古氣候?qū)W 455
16．2．2 氣候變化的自然原因 456
16．2．3 IPCC報(bào)告：人類所致氣候變化的
文件 461
16．3 什么引起了大氣溫室效應(yīng)？ 462
16．3．1 地球的熱收支和波長變化 463
16．3．2 哪種氣體導(dǎo)致溫室效應(yīng)？ 464
16．3．3 由于全球變暖，會出現(xiàn)哪些記錄的
變化？ 468
16．4 由全球變暖引起的海洋正在發(fā)生怎樣的
變化？ 469
16．4．1 海洋溫度的上升 469
16．4．2 颶風(fēng)活動的增加 471
16．4．3 深海環(huán)流的變化 472
16．4．4 極地冰的融化 473
16．4．5 海洋酸度的近期增加 475
16．4．6 海平面上升 477
16．4．7 預(yù)測和觀測的其他變化 479
16．5 應(yīng)該怎樣做來減少溫室氣體？ 480
16．5．1 海洋在減弱全球變暖中的作用 480
16．5．2 減少溫室氣體的可能性 482
16．5．3 京都議定書：限制溫室氣體的排放 483
基本概念回顧 484
術(shù)語表 486