海平面變動是指海水面的升降變動。它是海水量、水圈運動、地殼運動和地球形態變化的綜合反映，地球演化的一個重要方面。
基本介紹
- 中文名：海平面變動
- 外文名：Sea level change
- 隸屬：地球演化
- 形成原因：海水面的升降變動
正文,
正文
海水面的升降變動。它是海水量、水圈運動、地殼運動和地球形態變化的綜合反映，地球演化的一個重要方面。海水時刻在運動，海平面也不斷在變動。這種變動有短期的，如日變動、季節性變動、年變動和偶發性變動等，主要與波浪、潮汐、大氣壓、海水溫度、鹽度、風暴、海嘯等因素有關，其升降幅度小，且常是局部的（見平均海平面）；也有長期的，即地質歷史期間的海平面變動，其變動幅度大，是大區域性的，甚至是全球性的。海洋地質學主要是研究長期的海平面變動。
長期海平面變動引起的最直接後果是海侵或海退。它導致海岸線移動,海陸變遷,對大陸架和海岸地貌、淺海與近岸沉積和礦產的基本特徵產生很大影響，使海岸工程、港灣建築遭受侵襲或廢棄，河道由於基準面變化或淤或沖。因此研究海平面變化規律，預測其發展趨勢，對研究第四紀地質、新構造運動、探索氣候變化規律以及對於人類生活和生產都極為重要。
1906年，奧地利地質學家E.修斯提出了全球性海面變動的概念。他認為地史上主要的海侵和海退是由海洋盆地容積變化引起的。30年代，R.A.戴利發展了“冰川控制”概念，並對冰川消長引起的海平面升降值作了估算。60年代,板塊構造說提出,板塊擴張速率變動可導致洋盆容積的變化,進而控制海平面的升降。70年代,一些學者把地殼和水體當作統一的平衡體系，用地球流變觀點研究地球各區域之間海平面升降的關係。1974年“國際地質對比計畫”(IGCP)設立了海平面研究組織，加強了全球海面變化的對比研究。當前研究重點是關於世界海面變化的起因與未來發展的趨勢問題。
海平面變動原因 海平面變動受多種因素的控制和影響，主要有：冰川-海平面變動,構造-海平面變動,大地水準面-海平面變動，水壓均衡作用,冰川均衡作用和流變均衡作用等。
① 冰川-海平面變動。在氣候寒冷的地質時期,極地周圍形成冰蓋,海洋中的海水量減少,海平面降低。當氣候轉暖，冰蓋融化，冰水流回大洋，海平面升高。不同學者估計全球現代冰川體積在(20～34.75)×106立方公里之間，如果全部融化，將使海面升高50～85米（未考慮因海水增多而發生的海底均衡下沉）。按第四紀末次冰期冰蓋的體積估算，當時的海平面比目前低 135米。這種海面升降的幅度各學者估計不盡相同，主要看如何估計南極大陸的冰蓋厚度。儘管如此，第四紀以來海平面變動主要是由冰川消長所引起的論點已基本上得到公認。
② 構造-海平面變動。 因構造而引起的海平面變動有的是全球性的，有的是局部地區性的。
引起全球性海平面升降變動的構造作用是洋盆容積的變化、洋底下沉或新洋盆形成。世界洋盆的總容積增大，導致海平面降低。相反，洋底抬升，某些洋盆消失，可使海平面升高。板塊構造學說認為海平面變動與海底擴張速率有關。大洋中脊上增生的物質是熱的，隨著時間的推移而逐漸冷卻，變得緻密，因而洋底岩石圈在橫向擴張移動過程中隨時間而下沉。如果海底擴張速率很快，距中脊頂部一定距離的洋底沒有足夠時間以冷卻到“正常”程度，洋底就比正常情況下高，因而即使海水量不變，由於洋盆容積減小，海面也會升高。相反，海底擴張速率很慢，海面降低。海底擴張速率變化引起的海平面變動，周期長達數百萬年，變化幅度可達 300～500米。另外,還有人認為大洋中脊系長度變化會影響洋盆的容積。在大陸分裂期大洋中脊發展，導致世界範圍的海侵，而在大陸匯聚形成超大陸時，則造成海退。
局部性的地殼升降運動，引起區域性的海平面變動。這種變動不是海平面與地心之間的距離變化，而是由於地殼升降，導致海面相對於陸面之間的距離發生變化。這種變動往往疊加在全球性海平面變動之上。
③ 大地水準面-海平面變動。 大地水準面受地球重力控制。由於地球內部物質分布不均勻，由此引起重力的變化，大地水準面的形態也隨之變化。這種海平面變動表現為有些海區海平面升高，另一些海區海平面降低,從而使全球各地海平面升降既不一致,也不規則。如1976年N.A.默納爾指出，紐幾內亞的高海平面與馬爾地夫群島附近的低海平面高差約180米。
④ 水壓均衡作用。當冰蓋融化,冰水回流入海,海底因水負載增加而下沉，直到新的平衡建立為止。有人估計近7000年來因負載影響洋盆下沉了 8米，大陸上升了16米。其對陸架區的影響更顯著。
⑤ 冰川均衡作用。在覆冰區巨大的冰蓋使下伏的地殼下沉，因岩石圈具有彈性，下沉範圍遠超過覆冰區；而在冰前沉陷區外側，地殼向上彈性隆起。當冰蓋消融後,地殼又因彈性恢復到原來的狀態。末次冰期以來,在斯堪的納維亞地區均衡上升了約 300米，現仍以每百年一米的速度繼續上升。
⑥ 流變均衡作用。地球流變論認為在各種因素作用下粘彈性地球和其上的水體一起調整達到平衡狀態。因此上述的冰川及水壓均衡的影響不是局部性的，它波及全球，形成若干海面上升區和下降區。J.A.克拉克提出了全新世 (15000年)以來全球海平面變化的數學模式，他把世界大洋分為 6個海面升降各不相同的地帶，指出由冰川作用引起的海平面變動，在各地是不一致的。這一模式已得到全球13個地點觀測資料的證實。
上述各種因素中，全球性構造運動對整個地史時期的海平面變動起決定性作用。第四紀以來，冰川作用對海平面變動影響最大。其他諸因素由這兩個因素派生出來。此外，影響海平面變化的因素還有：海洋中沉積物的堆積，地球內部的水通過海底火山作用進入大洋，河流湖泊的變化等。
第四紀以來海平面變動 第四紀海平面變動的控制因素是冰川作用。隨冰期-間冰期的交替,海平面脈動降升。35000年以前，海平面大致接近現在位置,末次冰期最盛期（約15000～20000年前），海平面約比現代海平面低 130米左右，隨後迅速上升到現代位置。對於全新世海平面上升的過程，大致有以下 3種意見（見圖）:①距今6000年前，海平面比現代海平面高3～4米，此後海平面上下波動，最後達到現代位置。②海平面持續上升，但在距今15000～5000年前迅速上升,之後緩慢上升到現代位置。③認為在3000～5000年前,海平面已升至現代位置,以後無大變動。很多人認為目前海平面正以每年 1毫米的速度在上升。 但是考慮到大地水準面-海平面變動等因素，不同地區的海平面變動過程應有所差異。 根據調查得知，在冰期低海面時，大片陸架淺海出露成陸，從而使日本與中國、亞洲與美洲(沿白令海峽)、英國與歐洲大陸、澳大利亞與紐幾內亞等相互連線，這對植物群和動物群（包括古人類）的遷移，有著深遠的影響。
中國海洋地質學者在東海陸架邊緣發現了古海岸線，用14C法測出其中生物殘骸的年齡為15000年左右，陸架上發現有階地和古河谷。學者們幾乎一致認為距今15000年前，東海的海平面處於最低位置，比現代海平面低約130～160米，古海岸線在東海沖繩海槽西坡的陸架外緣。距今15000～6000年期間海面迅速上升到現代位置,至於是否曾高出現代海平面認識不一。5000年以來海平面變動不大。中國沿海的大陸架就是因冰川消融、海面上升而使濱海平原被海水淹沒而形成的。
研究方法和存在問題 短期的海平面變動主要通過驗潮站的直接水位測量和大地水準重複測量以及歷史資料整理得出。
長期的海平面變動主要通過保留的沉積層和地貌特徵確定古海岸線位置和海平面高度，並使用同位素分析方法測定其年代。常選擇穩定地區（如地盾）或大洋島作為研究海平面變動的場所。目前只能定量計算 15000年以來的海平面變動幅度。人們對海平面變動及其歷史的認識還很不完善。由於海平面變動因素複雜，調查測量技術上又存在許多問題，例如軟體動物遺骸在沉積後發生搬移、碳的放射性污染、泥炭堆積深度估計誤差等，都影響定量精度。大陸邊緣沒有絕對穩定的地區，確定海平面變動幅度須排除局部構造運動的影響，但目前還無可靠的方法把它區分開來。因而對於最後一次冰期海平面下降的深度認識很不一致。
目前海平面變動研究，一方面從測年技術上提高精度，另一方面加強全球性對比研究。
參考書目
C.A.M.King，Beaches andCoasts，2nd ed.,Edward Arnold，London，1972.
D.Q.Bowen，Quaternary Geology，Pergamon Press, NewYork，1978.
長期海平面變動引起的最直接後果是海侵或海退。它導致海岸線移動,海陸變遷,對大陸架和海岸地貌、淺海與近岸沉積和礦產的基本特徵產生很大影響，使海岸工程、港灣建築遭受侵襲或廢棄，河道由於基準面變化或淤或沖。因此研究海平面變化規律，預測其發展趨勢，對研究第四紀地質、新構造運動、探索氣候變化規律以及對於人類生活和生產都極為重要。
1906年，奧地利地質學家E.修斯提出了全球性海面變動的概念。他認為地史上主要的海侵和海退是由海洋盆地容積變化引起的。30年代，R.A.戴利發展了“冰川控制”概念，並對冰川消長引起的海平面升降值作了估算。60年代,板塊構造說提出,板塊擴張速率變動可導致洋盆容積的變化,進而控制海平面的升降。70年代,一些學者把地殼和水體當作統一的平衡體系，用地球流變觀點研究地球各區域之間海平面升降的關係。1974年“國際地質對比計畫”(IGCP)設立了海平面研究組織，加強了全球海面變化的對比研究。當前研究重點是關於世界海面變化的起因與未來發展的趨勢問題。
海平面變動原因 海平面變動受多種因素的控制和影響，主要有：冰川-海平面變動,構造-海平面變動,大地水準面-海平面變動，水壓均衡作用,冰川均衡作用和流變均衡作用等。
① 冰川-海平面變動。在氣候寒冷的地質時期,極地周圍形成冰蓋,海洋中的海水量減少,海平面降低。當氣候轉暖，冰蓋融化，冰水流回大洋，海平面升高。不同學者估計全球現代冰川體積在(20～34.75)×106立方公里之間，如果全部融化，將使海面升高50～85米（未考慮因海水增多而發生的海底均衡下沉）。按第四紀末次冰期冰蓋的體積估算，當時的海平面比目前低 135米。這種海面升降的幅度各學者估計不盡相同，主要看如何估計南極大陸的冰蓋厚度。儘管如此，第四紀以來海平面變動主要是由冰川消長所引起的論點已基本上得到公認。
② 構造-海平面變動。 因構造而引起的海平面變動有的是全球性的，有的是局部地區性的。
引起全球性海平面升降變動的構造作用是洋盆容積的變化、洋底下沉或新洋盆形成。世界洋盆的總容積增大，導致海平面降低。相反，洋底抬升，某些洋盆消失，可使海平面升高。板塊構造學說認為海平面變動與海底擴張速率有關。大洋中脊上增生的物質是熱的，隨著時間的推移而逐漸冷卻，變得緻密，因而洋底岩石圈在橫向擴張移動過程中隨時間而下沉。如果海底擴張速率很快，距中脊頂部一定距離的洋底沒有足夠時間以冷卻到“正常”程度，洋底就比正常情況下高，因而即使海水量不變，由於洋盆容積減小，海面也會升高。相反，海底擴張速率很慢，海面降低。海底擴張速率變化引起的海平面變動，周期長達數百萬年，變化幅度可達 300～500米。另外,還有人認為大洋中脊系長度變化會影響洋盆的容積。在大陸分裂期大洋中脊發展，導致世界範圍的海侵，而在大陸匯聚形成超大陸時，則造成海退。
局部性的地殼升降運動，引起區域性的海平面變動。這種變動不是海平面與地心之間的距離變化，而是由於地殼升降，導致海面相對於陸面之間的距離發生變化。這種變動往往疊加在全球性海平面變動之上。
③ 大地水準面-海平面變動。 大地水準面受地球重力控制。由於地球內部物質分布不均勻，由此引起重力的變化，大地水準面的形態也隨之變化。這種海平面變動表現為有些海區海平面升高，另一些海區海平面降低,從而使全球各地海平面升降既不一致,也不規則。如1976年N.A.默納爾指出，紐幾內亞的高海平面與馬爾地夫群島附近的低海平面高差約180米。
④ 水壓均衡作用。當冰蓋融化,冰水回流入海,海底因水負載增加而下沉，直到新的平衡建立為止。有人估計近7000年來因負載影響洋盆下沉了 8米，大陸上升了16米。其對陸架區的影響更顯著。
⑤ 冰川均衡作用。在覆冰區巨大的冰蓋使下伏的地殼下沉，因岩石圈具有彈性，下沉範圍遠超過覆冰區；而在冰前沉陷區外側，地殼向上彈性隆起。當冰蓋消融後,地殼又因彈性恢復到原來的狀態。末次冰期以來,在斯堪的納維亞地區均衡上升了約 300米，現仍以每百年一米的速度繼續上升。
⑥ 流變均衡作用。地球流變論認為在各種因素作用下粘彈性地球和其上的水體一起調整達到平衡狀態。因此上述的冰川及水壓均衡的影響不是局部性的，它波及全球，形成若干海面上升區和下降區。J.A.克拉克提出了全新世 (15000年)以來全球海平面變化的數學模式，他把世界大洋分為 6個海面升降各不相同的地帶，指出由冰川作用引起的海平面變動，在各地是不一致的。這一模式已得到全球13個地點觀測資料的證實。
上述各種因素中，全球性構造運動對整個地史時期的海平面變動起決定性作用。第四紀以來，冰川作用對海平面變動影響最大。其他諸因素由這兩個因素派生出來。此外，影響海平面變化的因素還有：海洋中沉積物的堆積，地球內部的水通過海底火山作用進入大洋，河流湖泊的變化等。
第四紀以來海平面變動 第四紀海平面變動的控制因素是冰川作用。隨冰期-間冰期的交替,海平面脈動降升。35000年以前，海平面大致接近現在位置,末次冰期最盛期（約15000～20000年前），海平面約比現代海平面低 130米左右，隨後迅速上升到現代位置。對於全新世海平面上升的過程，大致有以下 3種意見（見圖）:①距今6000年前，海平面比現代海平面高3～4米，此後海平面上下波動，最後達到現代位置。②海平面持續上升，但在距今15000～5000年前迅速上升,之後緩慢上升到現代位置。③認為在3000～5000年前,海平面已升至現代位置,以後無大變動。很多人認為目前海平面正以每年 1毫米的速度在上升。 但是考慮到大地水準面-海平面變動等因素，不同地區的海平面變動過程應有所差異。 根據調查得知，在冰期低海面時，大片陸架淺海出露成陸，從而使日本與中國、亞洲與美洲(沿白令海峽)、英國與歐洲大陸、澳大利亞與紐幾內亞等相互連線，這對植物群和動物群（包括古人類）的遷移，有著深遠的影響。
中國海洋地質學者在東海陸架邊緣發現了古海岸線，用14C法測出其中生物殘骸的年齡為15000年左右，陸架上發現有階地和古河谷。學者們幾乎一致認為距今15000年前，東海的海平面處於最低位置，比現代海平面低約130～160米，古海岸線在東海沖繩海槽西坡的陸架外緣。距今15000～6000年期間海面迅速上升到現代位置,至於是否曾高出現代海平面認識不一。5000年以來海平面變動不大。中國沿海的大陸架就是因冰川消融、海面上升而使濱海平原被海水淹沒而形成的。
研究方法和存在問題 短期的海平面變動主要通過驗潮站的直接水位測量和大地水準重複測量以及歷史資料整理得出。
長期的海平面變動主要通過保留的沉積層和地貌特徵確定古海岸線位置和海平面高度，並使用同位素分析方法測定其年代。常選擇穩定地區（如地盾）或大洋島作為研究海平面變動的場所。目前只能定量計算 15000年以來的海平面變動幅度。人們對海平面變動及其歷史的認識還很不完善。由於海平面變動因素複雜，調查測量技術上又存在許多問題，例如軟體動物遺骸在沉積後發生搬移、碳的放射性污染、泥炭堆積深度估計誤差等，都影響定量精度。大陸邊緣沒有絕對穩定的地區，確定海平面變動幅度須排除局部構造運動的影響，但目前還無可靠的方法把它區分開來。因而對於最後一次冰期海平面下降的深度認識很不一致。
目前海平面變動研究，一方面從測年技術上提高精度，另一方面加強全球性對比研究。
參考書目
C.A.M.King，Beaches andCoasts，2nd ed.,Edward Arnold，London，1972.
D.Q.Bowen，Quaternary Geology，Pergamon Press, NewYork，1978.
