关于海平面变动介绍

[拼音]：haipingmian biandong

[外文]：sea level change

海水面的升降变动。它是海水量、水圈运动、地壳运动和地球形态变化的综合反映，地球演化的一个重要方面。海水时刻在运动，海平面也不断在变动。这种变动有短期的，如日变动、季节性变动、年变动和偶发性变动等，主要与波浪、潮汐、大气压、海水温度、盐度、风暴、海啸等因素有关，其升降幅度小，且常是局部的（见平均海平面）；也有长期的，即地质历史期间的海平面变动，其变动幅度大，是大区域性的，甚至是全球性的。海洋地质学主要是研究长期的海平面变动。

长期海平面变动引起的最直接后果是海侵或海退。它导致海岸线移动，海陆变迁，对大陆架和海岸地貌、浅海与近岸沉积和矿产的基本特征产生很大影响，使海岸工程、港湾建筑遭受侵袭或废弃，河道由于基准面变化或淤或冲。因此研究海平面变化规律，预测其发展趋势，对研究第四纪地质、新构造运动、探索气候变化规律以及对于人类生活和生产都极为重要。

1906年，奥地利地质学家E.修斯提出了全球性海面变动的概念。他认为地史上主要的海侵和海退是由海洋盆地容积变化引起的。30年代，R.A.戴利发展了“冰川控制”概念，并对冰川消长引起的海平面升降值作了估算。60年代，板块构造说提出，板块扩张速率变动可导致洋盆容积的变化，进而控制海平面的升降。70年代，一些学者把地壳和水体当作统一的平衡体系，用地球流变观点研究地球各区域之间海平面升降的关系。1974年“国际地质对比计划”(IGCP)设立了海平面研究组织，加强了全球海面变化的对比研究。当前研究重点是关于世界海面变化的起因与未来发展的趋势问题。

海平面变动受多种因素的控制和影响，主要有：冰川-海平面变动，构造-海平面变动，大地水准面-海平面变动，水压均衡作用，冰川均衡作用和流变均衡作用等。

（1）冰川-海平面变动。在气候寒冷的地质时期，极地周围形成冰盖，海洋中的海水量减少，海平面降低。当气候转暖，冰盖融化，冰水流回大洋，海平面升高。不同学者估计全球现代冰川体积在(20～34.75)×106立方公里之间，如果全部融化，将使海面升高50～85米（未考虑因海水增多而发生的海底均衡下沉）。按第四纪末次冰期冰盖的体积估算，当时的海平面比目前低 135米。这种海面升降的幅度各学者估计不尽相同，主要看如何估计南极大陆的冰盖厚度。尽管如此，第四纪以来海平面变动主要是由冰川消长所引起的论点已基本上得到公认。

（2）构造-海平面变动。 因构造而引起的海平面变动有的是全球性的，有的是局部地区性的。

引起全球性海平面升降变动的构造作用是洋盆容积的变化、洋底下沉或新洋盆形成。世界洋盆的总容积增大，导致海平面降低。相反，洋底抬升，某些洋盆消失，可使海平面升高。板块构造学说认为海平面变动与海底扩张速率有关。大洋中脊上增生的物质是热的，随着时间的推移而逐渐冷却，变得致密，因而洋底岩石圈在横向扩张移动过程中随时间而下沉。如果海底扩张速率很快，距中脊顶部一定距离的洋底没有足够时间以冷却到“正常”程度，洋底就比正常情况下高，因而即使海水量不变，由于洋盆容积减小，海面也会升高。相反，海底扩张速率很慢，海面降低。海底扩张速率变化引起的海平面变动，周期长达数百万年，变化幅度可达 300～500米。另外，还有人认为大洋中脊系长度变化会影响洋盆的容积。在大陆分裂期大洋中脊发展，导致世界范围的海侵，而在大陆汇聚形成超大陆时，则造成海退。

局部性的地壳升降运动，引起区域性的海平面变动。这种变动不是海平面与地心之间的距离变化，而是由于地壳升降，导致海面相对于陆面之间的距离发生变化。这种变动往往叠加在全球性海平面变动之上。

（3）大地水准面-海平面变动。 大地水准面受地球重力控制。由于地球内部物质分布不均匀，由此引起重力的变化，大地水准面的形态也随之变化。这种海平面变动表现为有些海区海平面升高，另一些海区海平面降低，从而使全球各地海平面升降既不一致，也不规则。如1976年N.A.默纳尔指出，新几内亚的高海平面与马尔代夫群岛附近的低海平面高差约180米。

（4）水压均衡作用。当冰盖融化，冰水回流入海，海底因水负载增加而下沉，直到新的平衡建立为止。有人估计近7000年来因负载影响洋盆下沉了 8米，大陆上升了16米。其对陆架区的影响更显著。

（5）冰川均衡作用。在覆冰区巨大的冰盖使下伏的地壳下沉，因岩石圈具有d性，下沉范围远超过覆冰区；而在冰前沉陷区外侧，地壳向上d性隆起。当冰盖消融后，地壳又因d性恢复到原来的状态。末次冰期以来，在斯堪的纳维亚地区均衡上升了约 300米，现仍以每百年一米的速度继续上升。

（6）流变均衡作用。地球流变论认为在各种因素作用下粘d性地球和其上的水体一起调整达到平衡状态。因此上述的冰川及水压均衡的影响不是局部性的，它波及全球，形成若干海面上升区和下降区。J.A.克拉克提出了全新世 (15000年)以来全球海平面变化的数学模式，他把世界大洋分为 6个海面升降各不相同的地带，指出由冰川作用引起的海平面变动，在各地是不一致的。这一模式已得到全球13个地点观测资料的证实。

上述各种因素中，全球性构造运动对整个地史时期的海平面变动起决定性作用。第四纪以来，冰川作用对海平面变动影响最大。其他诸因素由这两个因素派生出来。此外，影响海平面变化的因素还有：海洋中沉积物的堆积，地球内部的水通过海底火山作用进入大洋，河流湖泊的变化等。

第四纪海平面变动的控制因素是冰川作用。随冰期-间冰期的交替，海平面脉动降升。35000年以前，海平面大致接近现在位置，末次冰期最盛期（约15000～20000年前），海平面约比现代海平面低 130米左右，随后迅速上升到现代位置。对于全新世海平面上升的过程，大致有以下 3种意见（见图）：

（1）距今6000年前，海平面比现代海平面高3～4米，此后海平面上下波动，最后达到现代位置。

（2）海平面持续上升，但在距今15000～5000年前迅速上升，之后缓慢上升到现代位置。

（3）认为在3000～5000年前，海平面已升至现代位置，以后无大变动。很多人认为目前海平面正以每年1毫米的速度在上升。 但是考虑到大地水准面-海平面变动等因素，不同地区的海平面变动过程应有所差异。

根据调查得知，在冰期低海面时，大片陆架浅海出露成陆，从而使日本与中国、亚洲与美洲(沿白令海峡)、英国与欧洲大陆、澳大利亚与新几内亚等相互连接，这对植物群和动物群（包括古人类）的迁移，有着深远的影响。

中国海洋地质学者在东海陆架边缘发现了古海岸线，用14C法测出其中生物残骸的年龄为15000年左右，陆架上发现有阶地和古河谷。学者们几乎一致认为距今15000年前，东海的海平面处于最低位置，比现代海平面低约130～160米，古海岸线在东海冲绳海槽西坡的陆架外缘。距今15000～6000年期间海面迅速上升到现代位置，至于是否曾高出现代海平面认识不一。5000年以来海平面变动不大。中国沿海的大陆架就是因冰川消融、海面上升而使滨海平原被海水淹没而形成的。

短期的海平面变动主要通过验潮站的直接水位测量和大地水准重复测量以及历史资料整理得出。

长期的海平面变动主要通过保留的沉积层和地貌特征确定古海岸线位置和海平面高度，并使用同位素分析方法测定其年代。常选择稳定地区（如地盾）或大洋岛作为研究海平面变动的场所。目前只能定量计算 15000年以来的海平面变动幅度。人们对海平面变动及其历史的认识还很不完善。由于海平面变动因素复杂，调查测量技术上又存在许多问题，例如软体动物遗骸在沉积后发生搬移、碳的放射性污染、泥炭堆积深度估计误差等，都影响定量精度。大陆边缘没有绝对稳定的地区，确定海平面变动幅度须排除局部构造运动的影响，但目前还无可靠的方法把它区分开来。因而对于最后一次冰期海平面下降的深度认识很不一致。

目前海平面变动研究，一方面从测年技术上提高精度，另一方面加强全球性对比研究。

参考书目

1. C.A.M.King，Beaches andCoasts，2nd ed.，Edward Arnold，London，1972.D.Q.Bowen，Quaternary Geology，Pergamon Press， NewYork，1978.