海洋地质学 -海洋地质学奖学金

, q: B7 a r* I" W2 `

5.有机海岸

到目前为止，我们已经讨论了海岸的性质和沉积物、岩石的分布对海岸的特征的影响。然而，在许多海岸，生物控制着海岸和近岸地区的地形。

8 u4 s3 m* n3 j7 [# w% s4 r

这样的有机海岸包括沿海湿地和珊瑚礁，这里有大量的抗盐植物，还有微小的海洋动物在这里建造生物化学石灰岩丘。有机海岸的性质取决于生活在那里的生物的类型，而生物的类型又取决于气候。

5.1海岸湿地

很难找到比最温和的近岸环境：海岸湿地，更能与岩石海岸的巨浪形成鲜明对比的了。海岸湿地是指在涨潮时被洪水淹没，在退潮时部分暴露，不受巨浪冲击的植被覆盖的平坦海岸。

$ k: g( w( |' d( |

一些湿地直接沿着海岸生长，而另一些则占据着由海滩与大海分开的泻湖。大量的海洋物种在湿地产卵。事实上，湿地占所有海洋生物生产力的10%到30%，尽管它们只占海洋区域的很小一部分。

在中纬度气候中，海岸湿地包括湿地(Swamps：以树木为主)、沼泽(Marshes：以草为主)和泥沼(Bogs：以苔藓和灌木为主)。在热带或亚热带气候(30°N-30°S之间)，红树林沼泽沿海岸生长繁茂。

红树林是一种已经进化出根系的树木，可以将盐从水中输送出去，所以它们可以在淡水或咸水中生存。有些种类的红树林会在水面上方形成一个宽广的根系，让树木看起来像一只用触角支撑着的章鱼。有些红树林的根系会伸出水面，让植物得以呼吸。茂密的红树林吸收了海浪的冲击，从而防止了海岸的侵蚀。

+ n. v- _) o" j5 ~8 O- |

Cape Cod的沼泽

生长在佛罗里达南部海岸的红树林湿地

+ W2 J4 T$ F$ j; D! d

* H) M# M+ [7 D1 b# w

5.2珊瑚礁

. g7 E4 Y+ Z! d% d, S

在夏威夷蔚蓝的海岸，五颜六色的珊瑚堆在近海形成浅滩珊瑚礁就。浮潜者游过礁石会看到各种各样的珊瑚。有些看起来像大脑，有些像麋鹿的鹿角，还有一些像精致的扇子。海葵、海绵、蛤和许多其他生物生长在珊瑚上和珊瑚周围。乍一看，珊瑚像一种植物，其实是一群与水母有关的无脊椎动物。

单个的珊瑚动物，或称珊瑚虫，有管状的身体和触须的头部。珊瑚的部分营养来自海水；其余的则来自珊瑚组织内的藻类。珊瑚与这些藻类有共生关系，光合作用的藻类为珊瑚提供营养和氧气，而珊瑚则为藻类提供二氧化碳和其他营养。

) p4 c- ~1 u3 @+ w

夏威夷火奴鲁鲁海岸外的暗礁(Reff)

% c4 n- r& w8 @8 ~) |% Y

- G; u: v. z$ J3 Q: [+ f

珊瑚有各种各样的颜色和形状

, k- R4 x! l" y) c

珊瑚虫分泌方解石外壳，逐渐形成一个坚实的石灰石丘。在任何时候，只有丘的表面是有生命的；丘的内部由前几代珊瑚的贝壳组成。由珊瑚丘、相关的生物和碎片所覆盖的浅水区构成了珊瑚礁。

活的珊瑚必须保持在水下，所以最浅的珊瑚礁的顶部刚好低于低潮的水平，而且它们必须接受充足的阳光，所以大多数生长的珊瑚礁都在低于60m的深度。珊瑚礁吸收海浪的能量，因此成为保护海岸不受侵蚀的活的缓冲带。

6 C( r! u( X! ^# e5 l( h& I2 z

佛罗里达的一处采石场切割形成于数千年前的珊瑚；一个特写镜头显示了一个死亡已久的珊瑚的内部骨架

. |6 G' x: N: \, t: C+ r

珊瑚需要有正常海水盐度的清澈温暖(18℃-30℃)的海水，所以珊瑚礁只生长在纬度低于30°的未受污染的海岸上。世界上最大的珊瑚礁是大堡礁，它沿着澳大利亚东北海岸延伸近2000km，宽度120km。大多数珊瑚礁都小得多。

' \/ W$ W, k( h" ^

世界珊瑚礁分布：大多数珊瑚礁位于30°N-30°S之间

. d8 y% J( B$ d1 d6 R% _

6 k: { I0 _: K- V: X

大堡礁在澳大利亚东北部海岸形成了浅滩

4 D9 H# h! s1 T$ t0 [% g' _/ S

海洋地质学家区分了三种不同形状的珊瑚礁。边缘礁(Fringing Reef)直接沿海岸形成，堡礁(Barrier Reef)在近海，环礁(Atoll)环围绕泻湖。

8 W3 S3 c( Y1 j- B2 x" [

早在1859年，Charles Darwin就认识到，随着形成珊瑚礁的岛屿逐渐下沉，珊瑚礁最初是缘礁，后来成为堡礁，最后成为环礁。最终，珊瑚礁下沉到远远低于海平面的地方，无法存活，变成了平顶海山(Guyot)的顶。

8 A5 }6 I! V1 E7 l( }% E+ {

太平洋海洋岛屿周围珊瑚礁的演化：在岛屿周围形成边礁，随着岛屿的下沉，形成堡礁，最后形成环礁

1 B+ d( g$ C2 y3 J0 B+ o

9 Y% |2 [. X+ a. \% V

6.海岸变化的原因

6.1上升海岸vs下沉海岸(Emergent versus Submergent Coasts)

相对海平面的变化，即海平面相对于某一特定位置的陆地表面的位置，可能是全球海平面变化的结果或海岸陆地区域的局部垂直移动(上升或下沉)，即使在全球海平面保持垂直时也可能发生。陆地的垂直运动可能是板块相互作用的结果，就像俯冲在聚合边界上导致上冲板块的地壳压缩和增厚一样。

垂直运动也可能反映地壳表面负荷(如冰川)的增加或消除，或岩石圈的冷却和/或加热(这改变了岩石圈的厚度和密度)。在某些情况下，海平面的局部变化可能是人类活动造成的，例如，当人们抽出大量地下水时，地下沉积物颗粒之间的孔隙崩塌，陆地表面下沉。

- x# @0 h( S1 y( V" E3 \

地质学家把陆地相对海平面上升的沿海地区称为上升海岸(Emergent Coasts)。在陡峭的海岸，悬崖或小山可能与海岸接壤。在某些情况下，几个阶梯状的阶地勾勒出上升海岸，这些阶地(Terrace)形成于受波浪侵蚀的台地在隆升将其带至高潮位之。

8 Z1 o- v$ h+ ] J9 N" H9 U

陆地相对于海平面正在下沉的海岸称为下沉海岸。河口和峡湾，当海水淹没沿海山谷时形成的地貌。沿海平原的淹没，低地形的近岸景观，可能产生广阔的湿地和泻湖。

1 J- o) e0 P4 o$ a' H& \$ g1 i

上升和下沉海岸的特征：波浪侵蚀在突出的海岸上形成浪蚀平台。随着地势上升，平台变成阶地

3 [. k# J3 J2 D/ H. m4 |: M+ E9 U

1 j Q0 |, y/ h( Y

河流流过山谷，在沿海平原上沉积。随着陆地下沉，海平面上升，淹没了山谷，海浪侵蚀着海岬

2 B5 Q9 d. L) [3 s; i

6.2沉积物供应和气候变化

; j! |. k0 Q) `! I2 \7 I5 l' x* O5 h

供给海岸的泥沙的数量和性质影响着海岸的性质。例如，侵蚀海岸(Erosional Coasts)形成于波浪冲刷沉积物的速度快于它所能提供的速度，这样的海岸向陆地后退，如果有足够的沙子形成海滩，就可能变成岩石。相反，加积海岸(Accretionary Coasts)，也就是那些吸收的泥沙多于流失的海岸，向海生长，形成了广阔的海滩。

气候也影响着海岸的特征。通常享受平静天气的海岸比经常遭受破坏性风暴的海岸侵蚀得慢。沉积物供应可能大到足以在平静环境中形成一个加积海岸，但也可能在暴风雨环境中阻止侵蚀海岸的发展。

. \3 ~5 G6 F. j0 o

气候也影响着沿岸的生物活动。例如，在热带气候的温暖水域，沿岸生长着茂盛的红树林沼泽，近海形成珊瑚礁。在气候较冷的地区，会形成沼泽，在极地地区，海岸可能是覆盖着青苔的岩石和贫瘠沉积物的荒芜环境。

3 Q- ^" F/ S3 V) ` . E; ~7 S$ ]6 P0 R1 p, y, I& a* U: m