第二章、海洋之形態

一、地球的大小

以地質學眼光來看,地球可以分成三部份,內部為石球(Lithosphere), 主要由鐵鎳等重元素所組成,石球面上凹下部份為水表層 (hydrosphere),突出部份與水表層之外均為大氣層 (atmosphere)所包圍。

石球之表皮層即通稱之地殼,地殼之外為生物活動場所, 故又稱之為生物層(Bioshpere)。與地球整體相比,水表層之 相對厚度相當於保齡球外的那層保護漆。地殼之組成岩層可以分兩種,一為矽 鋁質(Sial),質輕色淡,以花崗岩為主,平均比重約為2.9。另 一種則為矽鎂質(Sima),質重色暗,以玄武岩為主,比重大 於3.0。比重不同的岩層分佈並不規則,另外地球受自轉離心力的影響,在由火球冷卻 過程中逐漸形成表面崎嶇不平的扁球體

平均海平面大體上是和地球重力垂直的平面,我們視之為 重力等位面(iso-geopotential surface),由此重力等位面所 形成的球面所包含 之球體亦稱為象地體(Geoid),計算海拔高度、海陸面積 均以各該地之 平均海面(延伸而至)為準。象地體大致類似於一旋轉之橢球,其 短半徑 b = 6356.912 Km長半徑 a = 6378.388 Km表面積510,100,934 Km^2陸地表面積148,847,000 Km^2海洋面積 361,254,000 Km^2體積1,083,319,780,000 Km^3

二、海陸分佈

集中性﹕陸地多在北半球,海洋多位於南半球,如下圖所示。

摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.。

對稱性﹕水半球之頂在南極大陸附近,陸半球之頂則在北極海附近,如下圖。

摘自Neumann, G. and Pierson, W.J., Jr. (1966) "Principles of Physical Oceanography"。

上圖亦顯示出全球之陸地與水域呈不對稱分佈,圖上之 陸半球頂點約位於47.25°N,2.5°W,
水半球頂點約在紐西蘭附近, 即47.25°S,177.5°E左右。

三、海洋的區分

(一)大洋(Ocean)﹕

面積很廣,鹽度大致穩定,有自己獨立的潮汐和海流系統者。 共三大洋,太平洋、大西洋以及印度洋。分界點﹕太平洋與大西洋在西經 七十度南美洲頂端之合恩角、大西洋與印度洋以好望角(東經廿度)為界,太平洋 與印度洋之分界線係由馬來半島、蘇門答臘、爪哇、帝汶、再經澳洲的倫敦突雷岬 至塔斯馬尼亞島到南極(以東經147°為界)。但有人亦將圍繞南極大陸的海洋 稱為南大洋或南冰洋、南極洋,北極海亦有人稱為北冰洋。

下圖為全球海洋主要環流之示意圖,藉此圖顯示各大洋與附屬海﹙地中海與邊緣海﹚之相關地理位置。。

摘自Apel, J. R. (1987) "Principles of Ocean Physics"。

(二)附屬海(或鄰海, Adjacent Sea)﹕

面積較小,受河水流入的影響很大,鹽度常有變化,幾乎沒有 獨立的潮汐和海流系統,主要是受所屬大洋的影響。附屬海又可分為地中海 (Mediterranean Sea)邊緣海兩種。 地中海﹕如歐洲地中海、波羅的海、南海、墨西哥灣、 波斯灣、紅海均是。邊緣海﹕如北海、日本海、東海、 黃海均是。

全球海洋主要的附屬海分佈情形。摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.。

四、海洋的大小

海洋名稱 面積 10^6 km^2 容積 10^6 km^3 平均深度 (m)
太平洋 165.246 707.555 4282
大西洋 82.441 323.613 3926
印度洋 73.443 291.030 3963
合計 321.130 1322.198 4117
北極海 14.090 16.980 1205
東海 1.249 0.235 188
日本海 1.008 1.361 1350
全部附屬海 39.928 48.125 1205
大西洋(含附屬海) 106.463 354.679 3332
太平洋(含附屬海) 179.679 723.699 4028
印度洋(含附屬海) 74.917 291.945 3897
全部海洋 361.059 1370.323 3795

面積﹕太平洋最大,大西洋次之,太平洋 > (大西洋+印度洋)。

深度﹕太平洋最深,印度洋次之,大西洋最淺。

容積﹕太平洋最大,佔全海洋容積1/2以上,全世界一半以 上的水均在太平洋。

大西洋與印度洋之海底地形圖。
太平洋之海底地形圖。

以上各圖均摘自Thurman, H. V. (1993) "Essentials of Oceanography", 4th ed.。

太平洋最深處在馬里亞納海溝(Mariana Trench),大約 位於142.5 - 149°E之間,以及10 - 15°N之間,也就是在關島東 南方,平均11030公尺。其次是日本海溝(Japan Trench),位於 東京東南方,深為10554公尺。

大西洋最深在波多黎各海溝(Peurto Rico Trench), 深9219公尺。

印度洋最深在爪哇島南方之巽它海溝(Sunda Trench), 又稱爪哇海溝(Java Trench), 深7455公尺。

五、海底地形

大陸棚(Continental Shelf)、大陸斜坡(Continental Slope)、 大陸麓(Continental Rise)、深海平原(Abyssal Plain)、海溝(Trough)、海渠(Trench)。

摘自Thurman, H. V. (1993) "Essentials of Oceanography", 4th ed.。

凸起地形﹕

海隆或隆起(Rise)、海嶺或海脊(Ridge)、海台(Plateau)、淺灘(Banks)、 海峰(Crest)、海礁(Reef)、淺洲(shoal)等。後四類較小規模。

凹入地形﹕

海盆(Basin)、海溝(Trough)、海渠(Trench)、深淵(Deep)、 海槽(Furrow)、海谷(Valley)、峽谷(Canyon)等。

下圖即為一個典型的海底峽谷之立體示意圖。
摘自Thurman, H. V. (1993) "Essentials of Oceanography", 4th ed.。

海底峽谷常是陸源沈積物向外海輸送的重要通道。下圖為美國加州 一處山腳下的沖積扇,海底峽谷出口處亦多有類似的沖積扇構造。
摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed.。

下圖為加州Montery以及Carmel海底峽谷之立體圖。
摘自Thurman, H. V. (1993) "Essentials of Oceanography", 4th ed.。

六、台灣附近的海底地形

台灣附近的海底地形甚富變化,有各式各樣的隆起或是凹入地形, 以下所示即為摘自 國科會海科中心海洋資料庫之海底地形圖。

下圖為台灣東北部海域的海底地形,係由台大海洋所宋國士教授所 提供。