2 海洋地質
2 海洋地質
各種證據，例如月球岩石和隕石的年齡，使科學家們相信太陽系(太陽及其繞行行星)大約在46億年前形成。太陽系的各個部分來自空間碎片。這些起源於大約130億年前宇宙創造爆炸中的物質誕生，科學家稱之為“ 大爆炸”。”
當太陽系中較大的行星，包括地球、金星、木星、水星、火星、土星，開始組裝繞太陽，他們是熾熱的。部分原因是當空間碎片高速碰撞時，它以熱的形式釋放運動能量。當地球開始由這些碎片組裝時，它還包含許多放射性化學物質(那些會自行分解而釋放出大量能量的化學物質)。這產生了更多的熱量。因此，年輕的地球是由熔化物質組成的火球。在地球內部，這些物質根據它們的密度(重)進行自我排列。下地球' 的引力，密度較小的(更輕的)材料浮到行星表面，而更密集(更重的)子立場沉入地球的中心。到大約40億年前，地球開始冷卻，並因此形成了一個外部固體層- 地殼。
如今，科學家已經了解地球由幾層組成：地殼和堅硬的地幔，在其下方還有兩層地幔，然後是地心的外部和地球內部核心。科學家從單獨的證據中知道這一點。目前尚不可能鑽探得很深。目前最深的鑽孔是約12公里深，還只在陸地上岩石最外層，稱為大陸地殼。但是，即使在這樣的深度，科學家也可以收集有用的信息。在這段距離上的溫度上升使科學家能够計算出地核外緣地表以下3000公里處的可能溫度，推測是3900攝氏度。
科學家從火山噴發的熔岩(熔融岩石)中獲得有關深殼和地幔化學成分的信息。地震還提供有關不同層的線索。地震是地下大量岩石突然滑過而產生的地面衝擊波。產生的衝擊波在所有方向上傳播通過岩石。科學家可以使用諸如地震儀之類的振動感應儀器來檢測表面的衝擊波。地震產生三種主要類型的衝擊波的，以及如何將這些波是彎曲或通過在不同層次的岩石反彈講述地球的大小和地層一致性。
我們腳下的地面- 地殼- 看起來足夠堅固，但在地下深處的外部核心中，岩石已融化。在地幔層中，靠近地殼的區域是一個稱為軟流圈的區域，它幾乎是固體，但像液體一樣以緩慢的速度運動。我們站在這層岩石上的岩石“ 漂浮” 並非常緩慢地在地球表面移動，每年可達幾公寸。
許多關於地球岩石表面最初來自於炙熱、熔化的岩石，岩漿或從地幔或地殼深部內。當岩漿冷卻後，它就變成固體。以這種方式形成的岩石稱為火成岩，常見的有兩種：玄武岩和花崗岩。玄武岩是一種細顆粒的深色岩石，富含二氧化矽(Si)和鎂(Mg)。玄武岩是更緻密的(重)比花崗岩，所以它下沉地球上降低“ S面，在那裡它使巨空洞。在過去，這些凹陷或盆地，裝滿了水，他們CON-覃地球“ 的海洋。這種富含玄武岩的岩石表層稱為洋殼。
另一方面，花崗岩是富含二氧化矽和鋁(Al)的粗粒，淺色岩石。花崗岩比玄武岩緻密(輕)。它落在地球上更高的地表層，在那裡形成大的陸地的陸殼。因此，地球上的高點和低點的表面層，因為他們的地下岩石的性質存在：花崗岩的高點已經形成大陸; 玄武岩襯砌的低谷充滿了水，創造了海洋。
最古老的洋殼可追溯到大約2億年前，而最古老的大陸殼則具有38億年的歷史。與大陸殼相比，海洋殼不能長期生存。造成這種情況的原因(稍後將變得很明顯)是海底擴散的過程。
圖2-1
地殼、火山與海床
地球剖面
圖2-2 地球的板塊。這些是地球岩石圈中巨大的，緩慢移動的平板。
直到1960年代初，許多地質學家都認為，這些大陸或多或少固定在行星表面上。自那時以來收集的證據迫使地質學家改寫了他們的教科書。
在大約公元1600年荷蘭製圖師亞伯拉罕·奧爾特里烏斯(Abraham Ortelius)注意到，美洲的東部海岸線似乎與歐洲和非洲的西部海岸線非常貼合。這使他推測大西洋兩岸的陸地可能曾經合併在一起。到19世紀末，各種證據似乎都支持了這一觀點。例如，非洲和美國擁有相似種類的煤炭礦床和其他地質特徵。在南非的西海岸和南美的東海岸發現了長滅絕的水生爬行動物中龍的化石。這種分佈表明，這兩個地區曾一度合併。
1912年，德國氣象學家阿爾弗雷德·韋格納(Alfred Wegener，1880–1930年)整理了有關大陸如何組合在一起的現有證據，並在德語版《大洲和海洋的起源》中發表了他的想法。
韋格納建議，當今所有大洲都曾經在一個超大陸上連接在一起，他稱該大陸為Pangaea。他認為，大約2億年前，潘杰(Pangea)分裂成兩個超大洲，北至勞拉西亞，南至岡瓦納。然後，這些超大陸解體了，它們的碎片飄散在地球表面，成為當今的大陸。韋格納的大陸漂移理論當時被嘲笑，因為科學家們沒有想到可能導致大陸移動的合理機制。科學家將需要近50年的時間才能找到令人信服的答案。
海底探索
第二次世界大戰後，研究機構可以相當便宜地購買過剩的海軍艦船。船上的設備包括聲納或迴聲探測設備，這些設備將聲波從海底反射回來以測量深度。海洋學家現在可以開始系統地詳細繪製海底了。到1950年代中期，由莫里斯·尤因(Maurice Ewing)，布魯斯·希岑(Bruce Heezen)和瑪麗·塞普(Marie Tharp)組成的團隊在紐約Lamont-Doherty地質天文台工作，繪製了貫穿大西洋中部的洋中脊系統。他們還確定了中央裂谷。全世界的海洋學家發現，海平面遠非平坦無聊，而是擁有廣泛的中海脊系統、深溝和數千座海底山脈。到1950年代後期，很明顯，世界上許多火山和地震區都位於海脊和海溝系統上或附近。如果存在板，則相鄰板在其邊緣(邊界或邊距)處將分開移動，碰撞在一起或彼此滑過。這些運動可能是地震和火山的源頭。
1960年，兩位美國地質學家哈里·赫斯(Harry Hess，1906–69)和羅伯特·迪茨(Robert Dietz，1914–95)分別得出結論，認為洋殼正在從中洋脊擴散。他們認為，在地幔中移動的岩石在熱的作用下正在推動著這一過程，並導致山脊兩側的板塊分開。在這些過程中，有一些大陸騎在這些大陸上。
到1960年代後期，赫斯和迪茨(Hess and Dietz)的“海底擴散”想法已經得到了驗證。科學家正在鑽探深海底的沉積物和地殼。他們使用放射性測年法(涉及評估自然放射性原子衰變的約會技術)，發現靠近中海溝的地殼比遠處的地殼年輕。靠近山脊的沉積物層也比遠處的沉積物層薄。這是有道理的，因為新地殼將有更少的時間來收集沉積物。最令人信服的證據是洋殼的磁變化形式。
地球的行為就像一塊巨大的磁鐵。地球磁場使地球表面的鐵粒子沿南北方向排列。但是，每隔幾十萬年，地球的磁場就會反向。例如，南極的行為就像磁性的北極。
在大洋中脊附近堆積的新岩石包含鐵顆粒。在新鮮的熔融岩石中，鐵顆粒與地球磁場對齊。當岩石冷卻時，鐵顆粒會在當時帶有地球磁場的“烙印”。當地球磁場反轉時，新形成的岩石將發生磁反轉。科學家可以檢測到這一點，並且如果海底正在遠離山脊，則兩側的洋殼都應顯示出一種反轉的模式(岩石中的一系列磁性“條紋”)，它們彼此互為鏡像。到1960年代中期，這正是科學家們發現的。證據支持海底擴散的思想，這為板塊構造學說提供了巨大的推動力。現代板塊學說融合併擴展了韋格納關於大陸漂移的思想。
板塊移動
今天，地質學家一致認為，地球表面是由13個左右的巨大板塊組成的，它們像一個巨大的拼圖遊戲一樣互鎖。該板緩緩移動，新材料被添加到其邊緣在大洋中脊和溝槽中帶走。一塊板包含地殼，並在其底面附有一些來自外地幔的剛性材料。地殼和堅硬的外部地幔被稱為岩石圈。板的技術名稱是岩石圈板或構造板。描述板塊如何產生，移動和破壞的現代理論被稱為板塊構造學。
地球的某些板塊既包含大陸殼又包含海洋殼，因此，當它們移動時，它們便隨身攜帶了各大洲。一些板塊僅包含洋殼。當兩個板塊碰撞時會發生什麼，取決於碰撞邊界處是大陸殼還是海洋殼。
當承載大陸殼的板塊與另一個承載洋殼的板塊相遇時，密度較大(較重)的海洋殼滑動到較輕的大陸殼下方。這會在海床中形成一個深溝，稱為海溝。隨著大洋板塊下降到大陸板塊的下方，這兩者之間的摩擦引發了偶然的地震。大洋地殼在地幔中融化，一些較輕的岩石像火山中的熔岩一樣進入地表。在南美洲的西海岸附近，東太平洋的納斯卡板塊正在近海溝下方的南美板塊下方下降。這裡發生地震，火山噴發穿過與海岸平行的安地斯山脈。安地斯山脈本身是由海洋板塊推向大陸而創造的，使大陸殼屈曲成山。
在兩個海洋板塊碰撞的海溝中，兩個板塊的密度相似，但一個板塊在另一個板塊下方滑動。就像在大洋板塊—大陸板塊的碰撞中一樣，引發了地震並產生了火山，但是火山經常在海底而不是在大陸噴發。如果火山一直上升到海面，它們會產生一列島嶼弧，例如阿拉斯加附近的阿留申群島或西太平洋的馬里亞納群島。
當兩個大陸板塊碰撞時，兩者都很輕，都沒有滑入地幔。取而代之的是，隨著大陸的聚集，岩石在壓力作用下變形，巨大的山脈擠成一團。在過去的6,500萬年中，非洲和歐亞大陸的碰撞以這種方式創造了東歐阿爾卑斯山。
有時，板既不碰撞也不移動，而是彼此滑過。發生這種情況時，摩擦(抗滑性)會導致表面鎖定而不是滑動，應力會增大，然後板會突然釋放能量而鬆開，從而產生地震。這種板塊邊界的一個很好的例子(稱為變換斷層)是加利福尼亞州的聖安德烈亞斯斷層。在這裡，北美板塊與太平洋板塊相遇。該滑板使附近的世界上最易發生地震的城市舊金山之一。
海洋盆地首先如何形成？1960年代，加拿大科學家圖佐·威爾遜(Tuzo Wilson)(1908–93)提出，一個海洋盆地具有生命週期(現在稱為威爾遜週期)。威爾遜關於如何建立海盆的理論也解釋了大陸如何分裂，就像古代的盤古大陸Pangea及其後代勞亞大陸Laurasia和岡瓦納大陸Gondwana那樣。
威爾遜循環的第一階段，即胚胎海洋，是乾燥的窪地。今天的東非大裂谷說明了這一階段。在這裡，從下面加熱的大陸殼的一個弱點已經抬升並分裂了。無支撐的地殼部分沉沒(消沉)形成裂谷。東非大裂谷並不直接與海洋相連，但是如果有的話，海水就會氾濫成災。這種事件可能發生在大約兩千萬年前在非洲和阿拉伯板塊之間形成的裂谷。從那以後，這個裂谷擴大了成為紅海。
威爾遜循環的第二階段，即海洋的少年階段，發生在裂谷氾濫時，伴隨著海底沿其長度擴展，因此兩側的陸地都分開了。今天的紅海處於這個階段。再過一億年左右，紅海可能已經發展成為第三階段的成熟海洋。
今天的大西洋描繪了威爾遜循環的第三階段。大約1.8億年前，當裂谷將盤古大陸Pangea分為勞亞大陸Laurasia和岡瓦納大陸Gondwana時，大西洋就開始形成。大西洋現在是成熟的海洋，並且仍在擴展。但是，它不會永遠增長。最終，海溝中海底的破壞速度將超過大洋中脊的海底形成速度，海洋將開始萎縮(今天的太平洋就是這種情況)。
太平洋海盆說明了威爾遜循環的第四階段，即海洋的下降階段。隨著周圍板塊覆蓋其邊緣，太平洋繼續縮小。最終將達到第五階段，即最終階段。今天的地中海很好地說明了這一點。它可能是古代特提斯海剩餘的最大碎片。最終，隨著北非和南歐的碰撞，地中海可能會完全消失，折疊大陸殼並創造新的山脈。
圖2-3 正如地質學家圖佐·威爾遜(Tuzo Wilson)所解釋的那樣，海洋的生長：一個海洋盆地從其最初的階段發展為一個被洪水淹沒的裂谷，然後通過海底擴散而擴展成為成熟的海洋。
阿爾弗雷德·韋格納(Alfred Wegener)的觀點認為，今天的大陸曾經在一個超級大陸上結合在一起，這一點已經通過對化石，地質構造以及岩石中揭示的古代氣候和電磁記錄的分佈的分析得到了證實。關於當今大陸和海洋如何形成的教科書視圖如下：
大約2.2億年前，在恐龍時代開始後不久，地球表面由一個巨大的陸地盤古大陸(Pangaea)組成，周圍環繞著一個巨大的海洋盤古大陸有兩個巨大的海灣。其中之一是北歐竇(Borealis)，位於最北端。另一個是特提斯海(Tethys Sea)，橫跨赤道。
到1.8億年前，裂谷已經將盤古大陸分為兩個超級大陸-北部的勞亞大陸和南部的岡瓦納大陸。特提斯海流入裂谷，標誌著北大西洋的誕生。
在1.3億年前，裂谷導致岡瓦納瓦解散，釋放出一個向北移動並形成印度次大陸的碎片。這一事件標誌著印度洋的誕生。
到6500萬年前，即恐龍時代結束時，大西洋南部就誕生於南美與非洲之間的裂谷。北歐人已移至北極成為北冰洋。大西洋已經開始擴散，太平洋正在縮小，這一過程一直持續到今天。北美和歐洲仍然團結在一起。
在過去的六千萬年中，隨著大西洋發展成成熟的海洋，南極洲和澳大利亞人分開了，北美和歐洲也分開了，印度次大陸與歐亞大陸相撞，形成了喜馬拉雅山脈。在過去的2000萬年中，紅海圍繞北印度洋中海脊系統的延伸形成。紅海可能正在形成海洋。在過去的五百萬年中，巴拿馬地峽跨接了北美和南美，並將熱帶太平洋與熱帶大西洋分隔開來。
這五個階段是地質時期的快照。隨著大陸的分裂或融合，它們是海洋創造和破壞的持續循環的一部分。在1億年的時間裡，海洋和大洲的佈局將與今天的方式大不相同。紅海可能是海洋，不斷擴大的大西洋將與北冰洋有更廣泛的聯繫，北美和南美可能會分開，從而使熱帶大西洋和太平洋水域再次自由地融合。
圖2-4大陸漂移和不斷變化的海洋形狀
海底沉積物
環保主義者雷切爾·卡森(Rachel Carson，1907–64年)在其1941年的《海風之下》一書中描述了深海沉積物，並寫道：“地球上有史以來最驚人的'沉降”，指沉積物從上方(逐日逐年，逐年逐年，逐年逐年)從海底向下沉降。只要有海洋和大洲，漂移就將持續下去。
卡森的沉降包含來自許多不同來源的小顆粒。顆粒在重力作用下穿過水體(海水從表層到海床的垂直延伸)掉落。沉降在海底覆蓋了一個沉積層，在古代大洋地殼上可以達到900公尺厚。
曾經生活過的生物的骨骼，特別是微觀浮游植物(植物浮游生物)和浮游動物(動物浮游生物)的骨骼，定居在海床上，形成富含骨骼的沉積物，稱為軟泥。一些滲水富含來自稱為矽藻的浮游植物骨骼或稱為放射蟲的浮游動物骨骼的二氧化矽。英格蘭南部海岸的多佛白崖高40公尺，由白堊質海底沉積物構成，這些沉積物被擠壓在一起形成沉積岩，現在被抬升成為土地。這些白堊沉積物是浮游植物的殘渣，被稱為球墨石藻。在顯微鏡下檢查，白堊樣本顯示出其碎骨的結構。
源自陸地的沉積物包括吹入海中或被河水攜帶的細顆粒的泥土顆粒。最好的顆粒需要很長時間才能沉降，因此通常在遠離陸地的深海中發現它們。較大的顆粒靠近海岸，特別是在河口附近。
海水中的化學反應會產生一些沉積物。在熱液(熱水)排放口將富含化學物質的水噴射到深海中時，化學物質發生反應並沉降出來，覆蓋了包含銅，鈷和鎳的富含金屬的沉積物中的海床。礦業公司將這些礦床視為有價值的金屬來源。甚至更陌生的是土豆大小的塊狀岩石散佈在深海的大部分地面上。這些錳或多金屬(許多金屬)結核的確切形成方式仍是個謎。它們似乎在海床上自發生長，從周圍的海水中吸引化學物質。大多數都非常緩慢地生長，每百萬年以10cm以下的速度增長。科學家們尚未了解為什麼地質結核不會在細小沉積物中被覆蓋。地質結核是潛在的豐富金屬來源。
一些深海沉積物來自太空。地外粒子(大部分直徑小於0.5cm))撒在海面上，並沉入海床。但是，每隔幾千億年，巨大的隕石就會撞擊地球。當這種情況發生時，地球上的生命受到威脅，並且在撞擊之後許多物種滅絕。
深海沉積物提供了數百萬年來在陸地，海洋和空中發生的事件的記錄。在地球歷史上給定時間沉降的粒子類型反映了當時的環境條件。例如，在過去的200年中，人類污染已在深海沉積物的最上層留下了痕跡。科學家可以從海底鑽取沉積物核心，並檢查和解釋不同年齡的海底地層，以揭示地球上改變生命的事件。
在當地，海平面會隨著潮汐的上升和下降而變化以及天氣條件的變化。例如，在許多沿海地區，隨著潮水的潮起潮落，海平面一天兩次下降和上升。在芬迪灣，最高潮和最低潮之間的高度差達到了驚人的12公尺，這是世界上任何地方的最高潮位。風的潮汐作用可以增加或減少。吹向海岸(岸上)的風將使水在浪湧處稍微堆積在海岸附近；從海岸(近海)吹走的風將產生相反的效果。
公海中海平面的變化遠沒有那麼明顯，但是可以使用遙感衛星檢測到。在厄爾尼諾事件期間，順風的減弱導致西太平洋的海平面下降了多達15cm。
科學家考慮到海平面的短期變化，以得出給定位置的平均海平面。通過結合來自許多地方的此類數據，他們計算出了全球海平面。上個世紀，全球海平面可能上升了15公分，可能的原因是全球變暖，這是全球平均地表溫度上升的原因。這導致世界海水略有膨脹。
在過去的100,000年中，海平面發生了非常顯著的變化。在地球歷史上的重大寒潮期間，冰川和冰蓋從兩極向外擴張。雨水在陸地上保持凍結狀態，而不是進入海中，因此海平面下降。在大約18,000年前的最高冰河時代，海平面下降了約170公尺。從那時起，陸地上的許多冰塊融化，為海洋增加了水，海水也隨著熱量而膨脹(水與許多物質一樣，變暖時會佔用更多空間)。海平面上升了90公尺以上，淹沒了許多以前裸露的大陸架(大陸棚)。自那時以來，不斷上升的水將不列顛群島與歐洲大陸分隔開來。今天的北海深處50–100公尺，是15,000年前的冰凍景觀。現在魚在哪裡游泳，但是遠古時期猛瑪象也曾經在那裡漫步過。
變動不只是海洋。陸地也是如此。對於科學家來說，計算全球海平面非常困難，因為他們需要考慮陸地和海洋中的許多複雜條件。
隨著地球板塊的移動，在板塊相遇的地方應力會增加，從而引發地震和火山噴發等事件。地震可能會在幾分鐘的時間內使一塊土地上升半公尺左右，而另一塊土地掉下。火山(通過添加熔岩或使雪和冰融化)可以在幾小時或幾天內使陸地高度上升或下降幾公尺。但是，在幾千年或幾百萬年的時間裡，大多數土地級別的變化發生的速度都慢得多。
自上次冰河時代結束以來，融化的冰原減輕了許多大洲的負荷。雪和冰壓低了地貌，使陸地略微下沉。隨著融化，增加的重量從陸地上流下來，使大陸殼上升。但是，這並非短期時間內行成。有數千年的時間差。15,000年前開始的解凍後，由於不列顛群島的傾斜大陸本身，蘇格蘭仍在崛起，英格蘭也在下沉。在此之前，加拿大北部被冰蓋覆蓋，厚達3公里。一些地質學家估計，一旦海灣在融化後完成“反彈”，哈德遜灣(目前位於海平面以下150公尺)將在數萬年的時間內成為陸地的一部分。
陸地和海平面急劇變化的證據很常見。切薩皮克灣位於馬里蘭州和弗吉尼亞州之間，是自上個冰河時代以來被海水淹沒的河谷。高架海灘是海平面下降或土地上升時留下的高處和乾燥的古老海灘，通常是沿海陸地的平坦架子，例如在加利福尼亞的雷耶斯角附近發現的那些。沉積岩，例如石灰岩或白堊，是由海底下的埋藏沉積物擠壓而成的，在陸地上很常見。最高的陸地山珠穆朗瑪峰在其山頂附近有一個頁岩帶，證明這塊岩石曾經是大陸架(大陸棚)的一部分，如今已被抬升超過5公里。
海岸線演變過程
一旦構造力(與地球板塊運動有關的構造力)確定了海岸線的形狀和坡度，其他過程便開始起作用以對其進行改變。這些過程分為兩類：侵蝕和沈積。
侵蝕是裸露的物質(例如岩石或土壤)被分解並運輸的過程。侵蝕涉及通過物理，化學和生物過程的自然破壞。
至於侵蝕的物理力，在裸露的大西洋多岩石的海岸上，高9公尺的風暴波以與航天飛機主推力器相似的力猛擊到懸崖上。波浪將壓縮空氣擠壓成縫隙，然後隨著波浪後退，它會產生局部真空，從而使捕獲的空氣爆炸性地膨脹。在這種猛烈的衝擊下，縫隙擴大了，岩石碎片從懸崖上炸開了。在懸崖的底部，風暴波可以移動重達數百噸的巨石，刮擦並沖刷它們移動的任何表面。沙礫也被海浪帶走，在岩石表面刮擦，逐漸磨損。
在侵蝕的化學過程中，海水逐漸溶解某些類型的岩石，例如石灰石。在一個暴風雨的夜晚，通過物理和化學作用的結合，石灰岩懸崖可以被削減1公尺。對於生物過程，苔蘚和地衣釋放出二氧化碳氣體，該氣體溶解在水中形成弱酸。酸足以加速這些植物生長的石灰石岩石的分解。
沉積(顆粒的沉降)涵蓋了另一組海岸線過程。從海岸線的裸露部分(例如懸崖)侵蝕的粒子沉積在受波濤洶湧的部分(例如海灣和河口)，在懸崖的波浪和水流作用很強。在多岩石的海岸上，侵蝕占主導地位。在沙質或泥濘的海岸上，沉積物占主導地位。
裸露的海岸(遭受強風，強風和大浪的那些海岸)往往是岩石的，因為任何表面覆蓋物都已被侵蝕以露出下方的基岩。懸崖在裸露的海岸上很常見，其大小和形狀取決於下伏岩石的性質和侵蝕力的影響。柔軟的沉積岩(例如石灰石)比堅硬的火成岩(例如花崗岩)腐蝕得更快。花崗岩懸崖的輪廓呈鋸齒狀，充滿小角和縫隙。石灰岩懸崖的輪廓往往更平滑。
新近建立的多岩石的海岸線通常具有硬硬的岬角，這些岬角突出到海中。較軟的岩石可能位於避風港灣之間。衝破海岸的海浪首先到達岬角，並向四周彎曲，從各個角度對海浪發起攻擊。結果，岬角受到侵蝕，遠離岩石的細小顆粒往往聚集在它們之間的海灣中。數百年來，隨著陸岬的減少和海灣的充滿，海岸線趨於伸直。
隨著裸露的海崖在海浪的衝擊下逐漸侵蝕，在其底部逐漸形成了岩石平台或壁架。波浪作用可能會衝破懸崖面，使上部塌陷，使瓦礫在懸崖底部蔓延。如果切波平台在退潮時裸露，它通常會露出散落著潮汐池的巨石狀岩石壁架。如果有足夠的時間，則切波平台可能會變得足夠寬，以至於很少有波到達懸崖，而且懸崖的侵蝕急劇減慢。
沙子，礫石或帶狀地板(破舊的鵝卵石)可能會落在懸崖的底部，形成一個狹窄的海灘。隨著岬角的侵蝕，它們呈現出獨特的特徵。較軟的零件腐蝕更快，形成海蝕洞。如果一個山洞直接穿過一個岬角，它將變成海拱。如果拱門倒塌，它將留在稱為塔堆的岩石塔後面。
圖2-5 在澳大利亞維多利亞州坎貝爾港，通過被稱為十二使徒岩堆的海拱眺望
在海波浪、水流和潮汐作用較弱的地方發展了海岸庇護機制。在這些地方，如海灣和河口，海洋以泥，沙或較大顆粒的形式卸掉沉積物，沉積物留在那裡而不是被沖走。這樣的海岸在美國大西洋和墨西哥灣沿岸很常見，並且在太平洋的加利福尼亞海岸的一部分上也可以找到。
較大，較重的粒子比較小，較輕的粒子沉降更快，一旦沉降，它們就更難以移動。因此，帶狀和礫石(粒徑大於2mm)聚集在裸露的傾斜海岸上。沙灘被適當遮蓋並聚集中等大小的顆粒(0.063至2mm)。最受庇護的海岸(例如河口內和周圍的海岸)會積聚泥漿(粒徑小於0.063mm)。
沉積在海灘上的沉積物通常來自附近的地點，但是河流或洋流可能會帶走數百公里的小顆粒。沙灘，礫石或木瓦通常包含從附近的懸崖或沿海山脈侵蝕而來的粗礦物碎片。可以將沙漠沙吹到海岸上以形成海灘。泥漿主要來自泥土和其他被河水排入大海的小顆粒。在附近沒有河流或山脈的熱帶或亞熱帶地區，美麗的蒼白，棕櫚鑲邊的海灘可能是生物起源的。經仔細檢查，沙子可能由附近珊瑚礁的珊瑚碎片和蛤or或海蝸牛的貝殼碎片組成。
波浪通常以一定角度而不是“正面”撞擊海灘。這種成角度的衝擊力傾向於使粒子沿著海灘向盛行風和潮流的方向移動，這一過程稱為長岸漂流。例如，在美國太平洋和大西洋沿岸，盛行的風都傾向於使海灘沉積物向南移動。在海灣被遮蔽且水很淺的地方，這種運動產生了獨特的沉積特徵。例如，在岬角的下游，可能會形成大致平行於海岸的被稱為吐水的沙子。如果它跨機架延伸，它將成為機架屏障或柵欄。沙子在島嶼和大陸之間沉降以建立連接的地方，這被稱為“連島沙洲(外傘頂沙洲)”。
屏障砂島是沿岸許多地區的典型沉積特徵。這些細長的沙質島大致平行於海岸，並通過形成風暴波屏障而得名，因此為海岸提供了一定的防侵蝕保護。如何形成隔離島仍然是一個謎。大多數專家都認為，它們是從上個時代開始形成的，在這段時間內海平面上升了約90公尺。一個流行的解釋是海水淹沒了低窪的沿海土地。
在通過融化冰川和冰蓋將其向下運輸到河口之後，沉積物以條狀和口狀沉積在淺水中。隨著海平面的進一步上升，屏障砂島、砂壩與大陸失去聯繫，成為島嶼。
無論屏障砂島如何形成，如今，它們為想要海濱房產的人提供了一流的房地產。但是，作為發展場所，屏障砂島有其缺點。除非受到海上防禦系統的保護，否則它們就有遭受洪水氾濫的危險，並且它們往往會在海浪和洋流的作用下發生移動。由於全球變暖，面對海平面上升，發生這種情況的可能性會增加。
圖2-6 海岸庇護沙洲的共同特徵
侵蝕區域在數十公里內與沈積區域相關聯。這種系統的最好例子是位於南加州聖塔芭芭拉和拉霍亞之間的四個“海灘隔間”。每個隔間都分為三個部分：一條或多條河流，一個沙灘，以及離岸的海底峽谷。河流為沿海水域增加了沙子，而近岸海浪則將近岸水流沿海岸分佈。最終，沙灘上的沙子被沖到海底峽谷的頂部，當它順著峽谷流下並落在海底之外時，便從海岸系統中流失。直到最近，沙子一樣快地從海底峽谷中流下，沙灘車廂中的沙子才被流下河流的侵蝕性物質所取代。海灘上的沙子不斷補充。
這種情況已經改變。南加州的地方當局一直在築壩，用混凝土襯砌河岸。這些事態發展為當地社區提供了水力發電，並為他們提供了防止河岸氾濫的保護措施。但這會產生意想不到的影響。現在，更少的沙子進入海灘隔間，海灘正挨餓。如果不進行檢查，海灘將失去沙子，變得更堅硬。每個受影響的海灘隔間每年人工補沙可能要花費數百萬美元。
最初的海洋
最初的海洋是何時形成的？他們的水從哪裡來？大約4十億年前，太陽系“ 小號行星繼續掃蕩從近的空間碎片，碰撞次數減少。隨著更少的碰撞使地球過熱，地球開始冷卻。地球“ 搖滾是” 濕“ (包含水)。作為地球' S面冷卻，水從地球周圍聚集火山逸出蒸汽“ S面而不是被熱量驅除到空間。地球被富含水蒸氣的大氣層(圍繞地球的氣體層)所籠罩。隨著蒸氣的冷卻，它形成了聚集成雲的液滴。最終，在一場可能持續了數千年的傾盆大雨中，雲層卸下了水。此水填充地球上任何凹陷' S面和形成在第一海洋。
自從第一批海洋形成以來，地球發生了巨大變化。不僅有生命形式進化- 開始約3.8十億年前- 但大陸和海洋的安排必須有變化經歷了幾個週期。在整個這段時間裡，來自太空的潮濕岩石(隕石)偶爾會撞擊地球，從而增加了水分。彗星- 巨大的冰和塵埃宇宙球- 也襲擊了地球，增加了水。一個“ 雨” 微型彗星可能已經灑地球“ 小號Atmos的phere與水在過去4十億年。火山繼續散發著蒸汽進入大氣層，而大氣層最終將隨著降雨而下降。所有這些來源都說明了當今海洋中發現的水。
恐龍滅絕
大約6500萬年前的一條暗帶沉積帶正好與恐龍的滅絕和許多海洋物種的喪失相吻合。當科學家分析該波段時，他們發現了一層富含銥的金屬，銥是隕石中常見的一種金屬。這一發現導致科學家尋找了一個具有6500萬年前的大型隕石撞擊地點，在墨西哥灣猶加敦半島沿海區域。地震勘測顯示，出現一個範圍180公里的撞擊坑可能由直徑10公里大小的隕石產生。富含銥的粒子已在火山口周圍四面八方散落。隕石的爆炸性衝擊會立即殺死數百公里內的幾乎所有生命。爆炸必須拋出的塵埃粒子的巨大孔定量關係到空氣中，從而改變地球當時的氣候。太陽光被暫時阻斷，和地球' 的體溫下降; 接下來是全球變暖和酸性降雨時期。這也難怪，很多植物和動物- 在陸地和海洋- 絕種了在這個時候。
馴服海岸
沿海工程師設計防波堤以抵禦海洋的猛烈襲擊。它們遵循兩個原則。首先，建立防禦會改變海岸的特徵，因此海洋的行為會局部改變。其次，一旦海上防禦系統到位，要發揮作用，就必須維護和修改。現在海平面上升，尤其是這種情況。
許多海濱社區將沙灘視為他們希望保護的寶貴休閒資源。例如，為了應對長岸漂流，地方當局將建造腹股溝-在海灘上奔跑的屏障。觀察海灘的遊客會注意到，沙子聚集在腹股溝的上游，而在下游則被沖走。腹股溝有助於局部阻止海灘侵蝕，但是由於不再以相同的速度清除沙子，其他海岸海灘的下游水流可能會餓死沙子。
管理海灘需要仔細計劃。1982年，新澤西州大洋城的當地社區花費500萬美元更換了海灘上的沙子。金錢和精力被浪費了。海在12週內將沙子沖走。
圖2-7 海豹
圖2-7 海獅
圖2-8 海狗
圖2-9 海牛
圖2-10 海象