9-1　探測海底的方法 9-2　海底地形

探測海底的方法 海底微地形起伏：側掃聲納儀 海洋地殼掃瞄：震波反射、折射探勘 海洋鑽探 深海潛艇

側掃聲納儀 功能：描繪海床小尺度不規則的起伏落差。 側掃聲納海上作業示意圖。上圖顯示由船底兩側斜向發射聲波，覆蓋一部分海床。下圖顯示海床表面起伏的側掃聲納圖像，中間空白條帶的是未經聲波覆蓋的航線。

側掃聲納儀成果 側掃聲納紀錄分別顯示海床上的飛機殘骸（左圖）及沉船（右圖）。

各種測深儀器的比較 多聲束回聲探測儀 測量海底深度。 側掃聲納儀 觀測海床表面小尺度起伏。 人造衛星 測量海底地形，由衛星高度計算出當地重力值，再由重力資料繪製成海底地形，方法非常省時省力，但是精確度不如研究船的實際測量 。

衛星與船舶測量結果的比較 依據衛星高度資料繪製的南海海底地形圖（左圖）；依據實測水深資料繪製的南海海底地形圖（右圖）。

反射震測 原理：水中受波器接收反射回來的震波，震源和受波器的距離約幾百公尺。 偵測範圍：震波進入海底岩層，能量隨深度迅速衰減，只能測得6公里度以內的岩石。主要測量海洋沉積物的層次和厚度。

折射震測 原理：震源和水中受波器的距離增長，由另一研究船在遠處接收深處岩層折射之震波。 偵測範圍：震波藉由岩層介面折射後，能量衰減較小，折射波可傳播至較深的岩層，因此海洋地殼和上部地函的資料，主要來自折射震測。

海洋鑽探的重要 深海沉積物磁性物質記錄沉積當時的地磁方向，和地磁年代表對比之後，可得知整段岩心沉積的時間。 沉積物中海洋生物殼中氧同位素比值（即18 O－ 16 O）與水溫有關，海底岩心樣本氧同位素分析可獲得地質時代溫度的變化。

海洋鑽探的成果 證實海底擴張學說 海洋地殼由中洋脊湧出的岩漿冷卻形成，之後向兩側移動，遠離中洋脊的海洋地殼較古老。 建立1億5千萬年的地質年代表 古生物學家建立詳細而完整的生物地層紀錄；古地磁學者獲得詳細的地磁反轉紀錄。 了解海洋地殼的構造與組成（如下圖）

海洋鑽探的成果 解開板塊中的海底線型山脊與島鏈的成因 島鏈是由地函中的熱點噴發所形成，岩漿成分隨噴發時間逐漸改變，顯示岩漿來源有向地函內部加深的現象。 古海洋學的興起 由氧同位素分析，建立全球海洋溫度變化的模型，推算地球冰河期及間冰期的年代。 古代海洋地殼的演變 5～6百萬年前的地中海曾經是乾涸盆地。 海底礦產資源的發現 發現廣泛分布在南北極的永凍層，和水深超過400公尺的大陸斜坡沉積物中的天然氣水合物。 地下生物圈的探測 在海床下方數百公尺的岩心中，仍然有細菌存在並且活躍繁殖。

深海鑽探船 果敢號

臺灣參與的國際海洋鑽探計畫 臺灣自1997年起，也成為海洋鑽探計畫的會員國。 參與計畫：整合型海洋鑽探計畫。 計畫目標： 2007年日本建造的新型鑽探船──地球號 ──將於日本東部外海執行鑽探，著手研究全球變遷、地殼移動過程、地震緣起、尋找生命起源以及鑽穿莫氏不連續面探測地函等項目。

直擊現場—深海潛艇 深海潛艇的貢獻： 見證海底擴張學說的真相：水中攝影技術清楚顯現巨大熔岩流從裂谷的軸心往下流，有很多斷崖和枕狀熔岩，火山地形十分壯觀，而且有湍急的海流。 觀察到深海的熱泉（溫度達到350℃）及一根根高約6～7尺貌似黑煙囪。

深海潛艇阿爾文號

黑煙囪 熔岩流縫隙中冒出豐富的金屬離子的熱泉（溫度達到350℃）。含鐵、銅、鋅等金屬的礦物自溶液中析出沉澱在周圍較冷的岩石上，形成一根根高約6～7尺黑煙囪。

陸地和海洋高度與深度的變化 大陸的平均高度在海平面以上840公尺，海洋平均深度為海平面以下3800公尺。

海底地形的分類 三個主要地形區：大陸邊緣、洋底盆地及中洋脊（大西洋）。

大陸邊緣 可細分為三段─大陸棚、大陸坡和大陸緣積。 大陸邊緣坡度最大之處。寬度常小於20公里，水深可達數千公尺。局部地區偶爾出現斷崖，或受底流侵蝕的V字形斷面的海底峽谷。 坡度甚緩，約為1：1000寬度各地不一，最外緣的深度約為200公尺 。 大陸坡底部的沉積地帶，平均坡度小於1，表面比洋底盆地高 。

大西洋型大陸邊緣 有明顯的大陸緣積。

太平洋型大陸邊緣 大陸坡緊鄰海溝，缺乏明顯的大陸邊緣。 典型的例子為智利海溝，海溝緊鄰山脈。 海溝深度常超過6000公尺，走向大致和大陸邊緣的外緣或島弧平行，在太平洋周圍分布最廣。 馬里亞納海溝深度達11034公尺，是地表最深之處。

洋底盆地 屬海洋地殼，上有沉積物覆蓋，水深在4000～ 6000公尺之間，可分為深海平原、深海丘陵和海底山三個主要地形區。 高度超過1000公尺的山峰，大多為火山，海底火山頂部遭到侵蝕形成平頂的火山稱為海桌山。 洋底盆地最平坦之處，也是地表最平之處。因有沉積物覆蓋在原來不規則的海底，坡度常小於1：1000。 深海平原上的小山丘。

中洋脊 除了北太平洋外，多半位在各大洋的中間 。 脊頂比附近海底盆地高出1000 ～ 3000公尺，其中央斷裂谷地形與東非裂谷非常相像，為海底地形最崎嶇之處，常伴隨著斷層活動、火山噴發和地震。 脊頂和洋底盆地之間坡度較緩之處稱為側翼。兩側翼的地形對稱，上面有沉積物覆蓋，距脊頂愈遠堆積愈厚。

轉形斷層與破裂帶 中洋脊被轉形斷層斷開，箭頭所指為運動方向。板塊A與板塊B以中洋脊為界，作反向運動 。

轉形斷層與地震 只有在轉形斷層CD以及EF處的兩側才有相對運動，故破裂帶上只有此處有淺源地震。

臺灣附近的海底地形 屬大陸棚，深度絕大部分小於100公尺，包含一些殘留著的海底河谷。 東部外海水深變化急遽，海底地形受板塊構造活動影響 。