Vairāk

10.2: Viļņi jūrā - ģeozinātnes

10.2: Viļņi jūrā - ģeozinātnes


Lielāko daļu okeāna viļņu rada vējš. Vējš, kas pūš pa ūdens virsmu, rada nelielus traucējumus, ko sauc kapilārie viļņi, vai viļņošanās, kas sākas no lēnas vēsmas (attēls ( PageIndex {1} )). Tā kā tiek ražoti viļņi, tiem pretojas a spēka atjaunošana kas mēģina atgriezt ūdeni mierīgā, līdzsvara stāvoklī. Mazo kapilāro viļņu atjaunojošais spēks ir virsmas spraigums, bet lielākiem vēja radītiem viļņiem gravitācija kļūst par atjaunojošo spēku.

Palielinoties vēja enerģijai, palielinās iegūto viļņu izmērs, garums un ātrums. Ir trīs svarīgi faktori, kas nosaka, cik daudz enerģijas tiek pārnests no vēja uz viļņiem un līdz ar to arī viļņu lielumu:

  • Vējš ātrums.
  • ilgums vai cik ilgi vējš nepārtraukti pūš virs ūdens.
  • Attālums, pa kuru vējš pūš pa ūdeni tajā pašā virzienā, pazīstams arī kā atnest.

Palielinot kādu no šiem faktoriem, palielinās vēja viļņu enerģija un līdz ar to arī to lielums un ātrums. Bet ir augšējā robeža tam, cik lieli vēja radītie viļņi var iegūt. Palielinoties vēja enerģijai, viļņi saņem vairāk enerģijas, un tie kļūst gan lielāki, gan stāvāki (no 10.1. Sadaļas atcerieties, ka viļņu stāvums = augstums/viļņa garums). Kad viļņu augstums pārsniedz 1/7 no viļņa garuma, vilnis kļūst nestabils un sabrūk, veidojot baltus vākus. Spēcīga vēja apstākļos okeāna virsma kļūst par neregulāru nemierīgu, baltā vēja radītu viļņu maisījumu. Termiņš jūras stāvoklis apraksta vēja radīto viļņu lielumu un apjomu noteiktā apgabalā. Kad viļņi sasniedz maksimālo izmēru esošajam vēja ātrumam, ilgumam un atdevei, to sauc par pilnībā attīstītu jūru. Par jūras stāvokli bieži tiek ziņots Boforta skala, sākot no 0 līdz 12, kur 0 nozīmē mierīgus, bezvēja un bez viļņu apstākļus, savukārt Beaufort 12 ir viesuļvētra (skat. zemāk esošo ierāmējumu).

Boforta skala

Boforta skalu izmanto, lai aprakstītu vēja un jūras stāvokļa apstākļus okeānā. Tā ir novērošanas skala, kuras pamatā ir novērotāja spriedums, nevis skala, ko nosaka precīzi viļņu augstuma mērījumi. Boforts 0 apzīmē mierīgus, līdzenus apstākļus, bet Boforts 12 - viesuļvētru.

(ASV Nacionālā laika dienesta attēli (http://www.crh.noaa.gov/mkx/marinefcst.php) [Publisks domēns], izmantojot Wikimedia Commons).

Pilnībā attīstīta jūra bieži notiek vētrainos apstākļos, kur liels vējš rada haotisku, nejaušu dažāda lieluma viļņu un balto vāku modeli. Viļņi izplatīsies uz āru no vētras centra, ko darbina spēcīgais vējš. Tomēr, vētrai norimstot un vējiem vājinoties, šīs neregulārās jūras sakārtosies sakārtotākā veidā. Atgādiniet, ka atklātie okeāna viļņi parasti ir dziļūdens viļņi, un to ātrums būs atkarīgs no viļņu garuma (10.1. Sadaļa). Kad viļņi attālinās no vētras centra, tie sakārtojas, pamatojoties uz ātrumu, un garāki viļņu garuma viļņi pārvietojas ātrāk nekā īsāki viļņu garuma viļņi. Tas nozīmē, ka galu galā visi viļņi noteiktā apgabalā ceļos ar vienādu viļņu garumu, radot regulārus, ilgstošus viļņus, ko sauc par uzbriest (Attēls ( PageIndex {2} )). Mēs uztveramies kā lēna augšup un lejup vērsta vai šūpojoša kustība, ko jūtam uz laivas, vai ar regulāru viļņu ierašanos krastā. Pietūkums var ceļot ļoti lielus attālumus, nezaudējot daudz enerģijas, tāpēc mēs varam novērot lielus viļņus, kas pienāk krastā pat tur, kur nav vietējā vēja; viļņus izraisīja vētra, kas atradās tālu jūrā, un, ceļojot uz krastu, tie tika sašķobīti.

Tā kā pietūkums pārvietojas tik lielos attālumos, galu galā no dažādiem virzieniem radušies viļņi sasniegs viens otru, un, to darot, tie radīs traucējumu modeļus. Traucējumu modelis tiek izveidots, pievienojot viļņu iezīmes, un radīto traucējumu veids ir atkarīgs no tā, kā viļņi mijiedarbojas viens ar otru (attēls ( PageIndex {3} )). Konstruktīva iejaukšanās rodas, kad abi viļņi ir pilnīgi vienā fāzē; viena viļņa virsotne precīzi sakrīt ar otra viļņa virsotni, tāpat kā abu viļņu siles. Pievienojot abas virsotnes kopā, tiek izveidota virsotne, kas ir augstāka nekā abos avota viļņos, un siļu pievienošana rada dziļāku sile nekā sākotnējos viļņos. Tāpēc konstruktīvu traucējumu rezultātā rodas viļņi, kas ir lielāki par sākotnējiem avota viļņiem. In destruktīva iejaukšanās, viļņi mijiedarbojas pilnīgi ārpus fāzes, kur viena viļņa virsotne sakrīt ar otra viļņa tekni. Šajā gadījumā virsotne un sile darbojas, lai viens otru atceltu, radot vilni, kas ir mazāks par jebkuru no avota viļņiem. Patiesībā reti sastopami ideāli konstruktīvi vai destruktīvi traucējumi, kā parādīts attēlā ( PageIndex {3} ). Vislielākā iejaukšanās jūrā ir jaukta iejaukšanās, kurā ir gan konstruktīvas, gan destruktīvas iejaukšanās. Mijiedarbības viļņiem nav vienāda viļņa garuma, tāpēc daži punkti parāda konstruktīvus traucējumus, un daži punkti parāda destruktīvus traucējumus dažādās pakāpēs. Tā rezultātā rodas neregulārs gan mazu, gan lielu viļņu modelis, ko sauc par sērfot.

Ir svarīgi norādīt, ka šie traucējumu modeļi ir tikai īslaicīgi traucējumi un neietekmē avota viļņu īpašības. Pārvietojošie viļņi mijiedarbojas un rada traucējumus to satikšanās vietās, taču katrs vilnis turpina ietekmēties pēc tam, kad viļņi pāriet viens otram.

Aptuveni puse no atklātā jūrā esošajiem viļņiem ir mazāk nekā 2 m augsti, un tikai 10-15% pārsniedz 6 m. Bet okeāns var radīt ļoti lielus viļņus. Lielākais vēja vilnis, kas ticami izmērīts jūrā, notika Klusajā okeānā 1935. gadā, un to mēra jūras spēku tankkuģis USS Ramapo. Tās apkalpe izmērīja 34 m vai aptuveni 112 pēdu augstu vilni! Reizēm konstruktīvi traucējumi radīs ārkārtīgi lielus viļņus, pat ja visi apkārtējie viļņi ir normālā augstumā. Šos nejaušos, lielos viļņus sauc negodīgi viļņi (Attēls ( PageIndex {4} )). Negodīgs vilnis parasti tiek definēts kā vilnis, kas ir vismaz divas reizes lielāks par nozīmīgo viļņu augstumu, kas ir reģiona augstākās trešdaļas viļņu vidējais augstums. Nav nekas neparasts, ka negodīgi viļņi sasniedz 20 m vai vairāk augstumu.

Negodīgi viļņi ir īpaši izplatīti Dienvidāfrikas dienvidaustrumu piekrastē - reģionā, ko dēvē par “savvaļas krastu”. Šeit Antarktikas vētras viļņi virzās uz ziemeļiem tuvojošajā Agulhas straumē, un viļņu enerģija tiek koncentrēta šaurā teritorijā, izraisot konstruktīvus traucējumus. Šī teritorija var būt atbildīga par vairāk kuģu nogremdēšanu nekā jebkur citur uz Zemes. Katru gadu visā pasaulē tiek zaudēti vidēji aptuveni 100 kuģi, un daudzi no šiem zaudējumiem, iespējams, ir saistīti ar negodīgiem viļņiem.

Viļņi dienvidu okeānā parasti ir diezgan lieli (sarkanās zonas attēlā ( PageIndex {2} )) spēcīgā vēja un sauszemes trūkuma dēļ, kas nodrošina vējiem ļoti ilgu atnešanos, ļaujot tiem pūst netraucēti pāri okeānam ļoti lielos attālumos. Šos platuma grādus lielā vēja dēļ dēvēja par “Rēcošajiem četrdesmitajiem”, “Furious Fifties” un “Screaming Sexties”.


8.1 Ģeoloģiskā laika skala

Viljams Smits 1700. gadu beigās un 1800. gadu sākumā strādāja par mērnieku ogļu ieguves un kanālu būves nozarēs Anglijas dienvidrietumos. Darot savu darbu, viņam bija daudz iespēju aplūkot reģiona paleozoja un mezozoja nogulumiežus, un viņš to darīja tā, kā to bija darījuši tikai daži. Smits pamanīja akmeņu teksturālās līdzības un atšķirības dažādās vietās, un vēl svarīgāk, viņš atklāja, ka fosilijas var izmantot, lai korelētu viena vecuma akmeņus. Smitam tiek piešķirts formulējums faunas pēctecības princips (jēdziens, ka konkrēti organismu veidi dzīvoja dažādos laika intervālos), un viņš to lieliski izmantoja savā monumentālajā projektā, lai izveidotu Anglijas un Velsas ģeoloģisko karti, kas publicēta 1815. gadā. Plašāku informāciju par Viljamu Smitu, tostarp lielu mēroga digitālās slavenās kartes kopiju, skatiet Viljama Smita Vikipēdijas lapu.

Smita lieliskajā ģeoloģiskajā kartē ir neliela diagramma, kas parāda shematisku ģeoloģisku šķērsgriezumu, kas stiepjas no Temzas ietekas Anglijas austrumos līdz pat Velsas rietumu krastam. Smits parāda akmeņu secību, sākot no Velsas un Rietumanglijas paleozoja iežiem, caur mezozoja iežiem Anglijas vidienē līdz Londonas apkārtnes kenozoja iežiem (8.1.1. Attēls). Lai gan Smits šajos datumos nenorādīja datumus, jo viņš tos nezināja, viņš to apzinājās superpozīcijas princips (ideja, ko daudz agrāk izstrādāja dāņu teologs un zinātnieks Nikolass Steno, ka jauni nogulumieži veidojas virs vecākiem), un tāpēc viņš zināja, ka šī diagramma attēlo stratigrāfisko kolonnu. Un tā kā gandrīz katrs fanerozoikas periods ir pārstāvēts šajā posmā caur Velsu un Angliju, tā ir primitīva ģeoloģiskā laika skala.

8.1.1. Attēls. Viljama Smita “Slāņu pēctecības un to relatīvā augstuma skice” - ieraksts viņa Anglijas un Velsas ģeoloģiskajā kartē (pievienoti laikmetu nosaukumi).

Smita darbs bija priekšnosacījums ģeoloģisko periodu nosaukšanai un pasūtīšanai, ko aizsāka aptuveni 1820. gadā, vispirms britu ģeologi, bet vēlāk arī citi Eiropas ģeologi. Daudzi periodi ir nosaukti par vietām, kur Eiropā ir sastopami šī vecuma ieži, piemēram, kambrija Kembrijā (Velsā), devona valoda devonā Anglijā, jūras laikmets Jura kalnos Francijā un Šveicē un perma Permas reģionā. Krievija. Daži no tiem ir nosaukti pēc šajā laikmetā izplatītā iežu veida, piemēram, Anglijas oglekļa un oglekļa saturošajiem akmeņiem Anglijā, bet krīta- Anglijas un Francijas krīta dēļ.

Agrīnās laika skalas bija tikai relatīvas, jo 19. gadsimta ģeologi nezināja klinšu vecumu. Šī informācija nebija pieejama līdz izotopu datēšanas metožu izstrādei 20. gadsimta sākumā.

Ģeoloģisko laika skalu pašlaik uztur Starptautiskā stratigrāfijas komisija (ICS), kas ir daļa no Starptautiskās ģeoloģijas zinātņu savienības. Laika skala tiek pastāvīgi atjaunināta, jo mēs uzzinām vairāk par pagātnes ģeoloģisko notikumu laiku un raksturu. Jūs varat apskatīt ICS laika skalu tiešsaistē. Būtu laba ideja izdrukāt kopiju (krāsainā krāsā), ko uzlikt pie sienas, kamēr studējat ģeoloģiju.

Ģeoloģiskais laiks ir sadalīts četros laikmetos: Hadean (4570 līdz 4850 Ma), Archean (3850 līdz 2500 Ma), Proterozoic (2500 līdz 540 Ma) un Fanerozoic (540 Ma līdz šim). Kā parādīts 8.1.2. Attēlā, pirmie trīs no tiem veido gandrīz 90% Zemes vēstures. Pēdējais, Phanerozoic (tas nozīmē “redzama dzīve”), ir laiks, kas mums ir vispazīstamākais, jo Fanerozoic ieži ir visizplatītākie uz Zemes, un tie satur pierādījumus par dzīvības formām, kas mums zināmā mērā zināmas.

8.1.2. Attēls. Zemes vēstures četri laiki.

Fanerozoja laikmets - Zemes vēstures pēdējie 540 miljoni gadu - ir sadalīts trīs laikmetos: paleozojajā (“agrīnā dzīve”), mezozojajā (“vidējā dzīve”) un cenozojajā (“jaunā dzīve”), un katrs no tiem ir sadalīta vairākos periodos (8.1.3. attēls). Lielākā daļa organismu, ar kuriem mēs dalāmies ar Zemi, attīstījās dažādos laikos Fanerozoja laikā.

8.1.3. Attēls. Phanerozoic eon laikmeti (vidējā rinda) un periodi (apakšējā rinda). [Attēla apraksts]

Cenozoja laikmets, kas pārstāv 65,5 miljonus gadu, ir sadalīts trīs periodos: paleogēns, neogēns un kvartārs, un septiņi laikmeti (8.1.4. Attēls). Dinozauri izmira cenozoja sākumā, pēc tam putni un zīdītāji izstaroja, lai aizpildītu pieejamos biotopus. Eocēna sākumā zeme bija ļoti silta un kopš tā laika ir pastāvīgi atdzisusi. Ledāji vispirms parādījās Antarktīdā oligocēnā un pēc tam Grenlandē miocēnā, un pleistocēns aptvēra lielu daļu Ziemeļamerikas un Eiropas. Jaunākais no pleistocēna apledojumiem beidzās apmēram pirms 11 700 gadiem. Pašreizējais laikmets ir pazīstams kā holocēns. Laikmeti ir sīkāk iedalīti vecumos (jeb posmos), taču mēs šeit neiedziļināsimies šajā detalizācijas pakāpē.

8.1.4. Attēls. Cenozoja laikmeta periodi (vidējā rinda) un laikmeti (apakšējā rinda). [Attēla apraksts]

Lielākā daļa robežu starp ģeoloģiskā laika skalas periodiem un laikmetiem ir fiksētas, pamatojoties uz būtiskām izmaiņām fosilā ierakstā. Piemēram, kā jau tika atzīmēts, robeža starp krīta laikmetu un paleogēnu precīzi sakrīt ar postošo masveida izmiršanu. Tā nav nejaušība. Dinozauri un daudzi citi organismu veidi šajā laikā izzuda, un robeža starp abiem periodiem iezīmē sadalījumu starp nogulumiežu klintīm ar krīta organismiem (ieskaitot dinozaurus) zemāk un paleogēnos organismus virs.

Attēlu apraksti

Attēls 8.1.3. Attēla apraksts: laikmeti un periodi, kas veido Phanerozoic Eon.
Laikmets Periods Laika sprīdis
Paleozoja Kembrija 488 līdz 540 milj
Paleozoja Ordovičs 488 līdz 444 milj
Paleozoja Silūrietis 444 līdz 416 milj
Paleozoja Devona 416 līdz 359 milj
Paleozoja Oglekļa 359 līdz 299 milj
Paleozoja Permas 299 līdz 251 milj
Mezozoja Triass 251 līdz 202 milj
Mezozoja Jurassic 202 līdz 146 milj
Mezozoja Krīta 146 līdz 65,5 milj
Cenozoic Paleogēns 65,5 līdz 23 ma
Cenozoic Neogēns 23 līdz 2,6 milj
Cenozoic Kvartāra 2,6 ma līdz šim

8.1.4. Attēla attēla apraksts: periodi un laikmeti, kas veido cenozoja laikmetu.
Periods Laikmets Laika sprīdis
Paleogēns Paleocēns 65,5 līdz 55,8 milj
Paleogēns Eocēns 55,8 līdz 33,9 milj
Paleogēns Oligocēns 33,9 līdz 23,0 milj
Neogēns Miocēns 23,0 līdz 5,3 milj
Neogēns Pliocēns 5,3 līdz 2,6 milj
Kvartāra Pleistocēns Pirms 2,6 miljoniem līdz 11 700 gadiem
Kvartāra Holocēns Pirms 11 700 gadiem līdz mūsdienām

Plašsaziņas līdzekļu attiecinājumi

  • 8.1.1. Attēls: Viljama Smita slāņu pēctecības un to relatīvā augstuma skice ”. Pielāgoja Stīvens Ērls. Publisks domēns.
  • 8.1.2., 8.1.3., 8.1.4. Attēls: © Stīvens Ērls. CC BY.

princips, ka dzīvība uz Zemes ir attīstījusies sakārtotā veidā un ka mēs varam sagaidīt, ka noteiktā vecuma klintīs vienmēr atradīsim noteikta veida fosilijas

princips, ka slāņainu iežu secībā, kas nav apgāzta vai pārtraukta kļūdu dēļ, vecākā atrodas apakšā, bet jaunākā - augšpusē


17.1 Viļņi

Viļņi veidojas uz okeāna un ezeriem, jo ​​vēja enerģija tiek pārnesta uz ūdeni. Jo spēcīgāks vējš, jo ilgāk tas pūš, un jo lielāka ir ūdens platība, pa kuru pūš ( atnest ), jo lielāki viļņi, visticamāk, būs.

Svarīgi viļņa parametri ir viļņa garums (horizontālais attālums starp divām virsotnēm vai divām teknēm), amplitūda (vertikālais attālums starp a sile un a virsotne ) un viļņu ātrumu (ātrumu, kādā viļņu virsotnes pārvietojas pa ūdeni) (17.1.1. attēls).

17.1.1. Attēls. Ūdens viļņu parametri.

Viļņu tipiskie izmēri un ātrums situācijās, kad tiem bija pietiekami ilgs laiks, lai pilnībā attīstītos, ir apkopoti 17.1. Tabulā. Situācijā, kad atdeve ir īsa (piemēram, 19 km uz ezera) un vējš ir tikai mērens (19 km/h), viļņi pilnībā attīstīsies 2 stundu laikā, bet tie paliks diezgan mazi (vidējā amplitūda aptuveni 27 cm) , viļņa garums 8,5 m). Uz lielas ūdenstilpes (okeāna vai ļoti liela ezera) ar 139 km lielu ātrumu un vēju 37 km/h, viļņi pilnībā attīstīsies 10 stundu laikā, vidējā amplitūda būs aptuveni 1,5 m un vidējais viļņa garums ap 34 m. Atklātā okeānā ar spēcīgu vēju (92 km/h), kas pūš vismaz 69 stundas, viļņi būs vidēji gandrīz 15 m augsti un to viļņu garums pārsniegs 200 m. Maziem viļņiem (amplitūdas zem metra) parasti ir salīdzinoši seklas nogāzes (amplitūda ir 3% līdz 4% no viļņa garuma), savukārt lielākiem viļņiem (amplitūdas virs 10 m) ir daudz stāvākas nogāzes (amplitūda ir 6% līdz 7% no viļņa garuma) . Citiem vārdiem sakot, lieli viļņi ir ne tikai lielāki par maziem, bet arī parasti ir vairāk nekā divas reizes straujāki un līdz ar to daudzkārt iespaidīgāki un potenciāli bīstami. Tomēr ir svarīgi atzīt, ka amplitūdas samazinās līdz ar attālumu no apgabala, kurā tika radīti viļņi. Mūsu piekrastes viļņiem, ko vētra rada netālu no Japānas, būs līdzīgi viļņu garumi, bet zemāka amplitūda nekā tiem, ko radījusi līdzīga vētra tieši jūrā.

17.1. Tabula. Vēja viļņu parametri situācijās, kad vējš pūš aptuveni vienā virzienā pietiekami ilgi, lai viļņi pilnībā attīstītos. Norādītie ilguma laiki ir minimālie, kas nepieciešami viļņu pilnīgai attīstībai. [1]
[Izlaist tabulu]
Vēja ātrums (kilometri stundā) Ielādēt (kilometri) Ilgums (stundas) Amplitūda (metri) Viļņa garums (metri) Viļņu periods (sekundes) Viļņu ātrums (metri sekundē) Viļņu ātrums (kilometri stundā)
19 19 2 0.27 8.5 3.0 2.8 10.2
37 139 10 1.5 33.8 5.7 5.9 19.5
56 518 23 4.1 76.5 8.6 8.9 32.0
74 1,313 42 8.5 136 11.4 11.9 42.9
92 2,627 69 14.8 212 14.3 14.8 53.4

17.1. Uzdevums Viļņa augstums pret garumu

Šajā tabulā parādītas tipiskās viļņu amplitūdas un viļņu garumi, kas radīti dažādos vēja apstākļos. Viļņa stāvumu var noteikt pēc šiem skaitļiem, un tas ir saistīts ar attiecību: amplitūda/viļņa garums.

  1. Aprēķiniet šīs attiecības parādītajiem viļņiem. Pirmais ir izdarīts jūsu vietā.
  2. Kā šīs attiecības mainītos, palielinoties attālumam no vēja, kas izraisīja viļņus?

Salīdzinoši nelieli viļņi pārvietojas ar ātrumu līdz aptuveni 10 km/h un krastā nonāk apmēram reizi 3 sekundēs. Ļoti lieli viļņi pārvietojas apmēram piecas reizes ātrāk (vairāk nekā 50 km/h), bet, tā kā viļņu garums ir daudz garāks, tie ierodas retāk - apmēram reizi 14 sekundēs.

Kad vilnis pārvietojas pa ūdens virsmu, pats ūdens pārsvarā pārvietojas tikai uz augšu un uz leju un pārvieto tikai nelielu daudzumu viļņu kustības virzienā. Kad tas notiek, punkts uz ūdens virsmas apraksta apli, kura diametrs ir vienāds ar viļņu amplitūdu (17.1.2. Attēls). Šī kustība tiek pārnesta arī uz zemūdeni, un vilnis traucē ūdeni apmēram līdz pusei no viļņa garuma. Viļņu kustība ir diezgan skaidri parādīta Vikipēdijas vietnē “Vēja vilnis”. Ja uzmanīgi aplūkojat šo animāciju un koncentrējaties uz mazajiem baltajiem punktiem ūdenī, jums vajadzētu redzēt, kā to pārvietošanās apjoms samazinās līdz ar dziļumu.

17.1.2. Attēls Ūdens gabala (melna punkta) orbītas kustība viļņam virzoties pa virsmu.

Pusviļņa garuma ūdens traucējumu dziļums zem viļņa ir pazīstams kā viļņu bāze . Tā kā okeāna viļņu viļņu garums reti pārsniedz 200 m, un atklātā okeāna dziļums ir vairāki tūkstoši metru, viļņu bāze parasti nesadarbojas ar okeāna dibenu. Tomēr, viļņiem tuvojoties daudz seklākajam ūdenim netālu no krasta, tie sāk “sajust” dibenu, un šī mijiedarbība tos ietekmē (17.1.3. Attēls). Vilnis “orbītas” velkot tiek saplacināts un palēnināts, un tas nozīmē, ka viļņu amplitūda (augstums) palielinās un viļņu garums samazinās (viļņi kļūst daudz stāvāki). Galīgais rezultāts ir tāds, ka viļņi noliecas uz priekšu un galu galā salūst (17.1.4. Attēls).

17.1.3. Attēls. Viļņu ietekme, kas tuvojas smilšainam krastam. 17.1.4. Attēls. Viļņi plīst krastā Grīnsandas pludmalē, Havaju salās (smiltis ir zaļas, jo tās lielākoties veido minerāls olivīns, kas izdalījies no blakus esošajiem vulkāniskajiem akmeņiem). 17.1.5. Attēls. Viļņi, kas tuvojas Klusā okeāna reģiona nacionālā parka Longbīčas krastam. Kad viļņi (attēloti ar baltām līnijām) tuvojas krastam, tie tiek lauzti, lai kļūtu vairāk paralēli pludmalei, un to viļņu garums samazinās.

Viļņi parasti tuvojas krastam leņķī, un tas nozīmē, ka viena viļņa daļa apakšdaļu jūt ātrāk nekā pārējā, tāpēc daļa, kas vispirms jūt apakšu, vispirms palēninās. Šis process ir ilustrēts 17.1.5. Attēlā, kura pamatā ir aerofotogrāfija, kurā redzami faktiskie viļņi, kas tuvojas Vankūveras salas Longbīčai. Kad tika uzņemts fotoattēls, viļņi (ar virsotnēm, kas diagrammā parādīti kā baltas līnijas) tuvojās aptuveni 20 ° leņķī pret pludmali. Viļņi vispirms sasniedza krastu dienvidu galā (“a ” attēlā). Kad viņi pārcēlās uz seklu ūdeni, tie tika palēnināti, un, tā kā viļņu daļas, kas joprojām atradās dziļā ūdenī (“b ” attēlā), nebija palēninātas, tās spēja panākt, un tādējādi viļņi kļuva paralēlāki pludmalei .

17.1.6. Attēls. Krasta strāvas radīšana, viļņiem tuvojoties krastam leņķī.

Atklātā ūdenī šo viļņu viļņu garums bija tuvu 100 m. Seklajā ūdenī, kas atrodas tuvāk krastam, viļņu garums samazinājās līdz aptuveni 50 m, un dažos gadījumos pat mazāk.

Lai gan tie noliecas un kļūst gandrīz paralēli krastam, lielākā daļa viļņu joprojām sasniedz krastu nelielā leņķī, un, kad katrs no tiem ierodas, tas stumj ūdeni gar krastu, radot tā dēvēto garā krasta strāva ietvaros sērfošanas zona (vietas, kur viļņi plīst) (17.1.6. attēls).

17.2. Uzdevums Viļņu refrakcija

17.1.7. Attēls

Šeit redzamajā kartē krastam tuvojas virkne viļņu (punktētas līnijas).

Dziļuma kontūras atrašanās vieta, kas ir līdzvērtīga 1/2 no viļņa garuma, tiek parādīta kā sarkana punktēta līnija.

Iezīmējiet nākamos viļņus, parādot, kā mainīsies to modeļi, tuvojoties seklam ūdenim un krastam.

Parādiet ar bultiņām iegūtās tāljūras strāvas virzienu.

Vēl viens svarīgs viļņu efekts, kas sasniedz krastu leņķī, ir tas, ka, izskalojoties pludmalē, viņi to dara leņķī, bet, kad tas pats viļņu ūdens plūst atpakaļ pa pludmali, tas virzās taisni lejup pa pludmales nogāzi. Attēls 17.1.8). Uz augšu virzošais ūdens, kas pazīstams kā noslaucīt , nospiež nogulumu daļiņas gar pludmali, savukārt lejup virzošais ūdens, mazgāšana atpakaļ , atved tos taisni atpakaļ. Ar katru vilni, kas izskalojas pludmalē un pēc tam lejā, nogulumu daļiņas pārvietojas pa pludmali zigzaga veidā.

Nogulumu pārneses ietekme sērfošanas zonā ar krasta strāvu un nogulšņu kustību gar pludmali, saskaroties un nomazgājot, ir pazīstama kā dreifs garām krastiem . Longshore drift pārvieto milzīgu nogulumu daudzumu visā piekrastē (gan okeānos, gan lielos ezeros) visā pasaulē, un tas ir atbildīgs par dažādu nogulsnēšanās pazīmju radīšanu, par kurām mēs runāsim 17.3.

17.1.9. Attēls. Plīsumu veidošanās pludmalē ar spēcīgu sērfošanu.

A plīsuma strāva ir cita veida strāva, kas attīstās piekrastes zonā un rada ūdens atgriešanos, ko ienākošie viļņi ir izspieduši līdz krastam. Kā parādīts 17.1.9. Attēlā, plīsuma straumes plūst taisni no krasta, un tās baro garā krasta straumes. Viņi ātri mirst tieši ārpus sērfošanas zonas, taču var būt bīstami peldētājiem, kuri tajos iekļūst. Ja pludmales daļai nav spēcīgas vienvirziena tāljūras strāvas, plīsuma straumes var barot garas krasta straumes abos virzienos.

17.1.10. Attēls. Čehijas centrālajā daļā Tunquen pludmalē plosītās straumes.

Plīsuma straumes ir redzamas 17.1.10. Attēlā, pludmalē pie Tunquen Čīlē pie Valparaiso. Kā redzams no fotoattēla, plīsumi atbilst pludmales profila izliekumiem. Trīs no tiem ir norādīti ar bultiņām, taču šķiet, ka tālāk pludmalē var būt vairāki citi.

Plūdmaiņas ir saistītas ar ļoti gariem viļņu garuma, bet zemas amplitūdas viļņiem uz okeāna virsmas (un daudz mazākā mērā uz ļoti lieliem ezeriem), ko izraisa Saules un Mēness gravitācijas efektu variācijas. Plūdmaiņu amplitūdas piekrastes zonās dažādās vietās ir diezgan krasas. Kanādas rietumu piekrastē plūdmaiņu diapazons ir salīdzinoši augsts, dažos apgabalos pat 6 m, savukārt austrumu piekrastes lielākajā daļā diapazons ir zemāks, parasti ap 2 m. Galvenais izņēmums ir Fundy līcis starp Nova Scotia un Ņūbransviku, kur ikdienas diapazons var sasniegt 16 m. Šādi anomāli plūdmaiņas ir saistītas ar līču un ieplūžu formu un izmēru, kas var ievērojami palielināt plūdmaiņu pieauguma amplitūdu. Fonda līča dabiskais svārstību cikls ir 12,5 stundas, un tas atbilst plūdmaiņu pieauguma un krituma biežumam blakus esošajā Atlantijas okeānā. Ungavas līcim Kvebekas ziemeļu piekrastē ir līdzīgi augsts plūdmaiņu diapazons.

Plūdmaiņām pieaugot un nokrītot, tās stumj un izvelk lielu daudzumu ūdens līčos un ieplūdēs, kā arī salu apkārtnē. Tiem nav tik būtiskas ietekmes uz piekrastes eroziju un nogulsnēšanos kā vēja viļņiem, taču tie būtiski ietekmē iezīmju veidošanos plūdmaiņu zonā, kā mēs to redzēsim turpmākajās sadaļās.


9 slavenas jūras alas visā pasaulē ar attēliem

Jūras alas ir skaistākās dabas apskates vietas. Veidojas nemainīgā un milzīgā viļņu spēka dēļ novājinātajā krasta līnijas vai piekrastes klints vietā, izraisot viļņu plaisāšanu no iekšpuses un gadu gaitā veidojoties, visā pasaulē ir izveidojušās jūras alas - dažas mazas un dažas lielas. Interesējoties par šo jūras alu noslēpumu, cilvēki no tālienes un tuvumā nāk tos izpētīt. Lai gan divas pazīstamākās jūras alas ir Eiropas Fingalas ala Stafas salā Skotijā un Kapri zilā grota, Grieķijas salas, ASV rietumu piekrastes valstis, Bristiša salas un Havaju salas lepojas ar tikpat lieliskām šķirnēm jūras alas.

Jūras alas var izpētīt, izmantojot laivas vai kājām bēguma laikā, kas tiek uzskatīts par ieteicamu, jo vilnis alā nes lielāku spēku. Atšķirībā no sauszemes alām, jūras alas iekšpusē nav skulptūru vai kokgriezumu, ko redzēt, vai dziļumiem, ko izpētīt. Kas tad piesaista cilvēka uzmanību? Tas ir jūras dzīves skaistums un esamība. Dosimies apzeltītā ekskursijā, lai vizuāli ieskatītos dažās pasaules valdzinošākajās jūras alās.

Fingalas jūras ala:

Fingalas jūras ala Skotijas Stafas salā ir līdz šim slavenākā jūras ala, ko pasaule jebkad ir zinājusi. Tās unikālā struktūra, kas veidota no sešstūraini savienotām bazalta kolonnām, ir patiess Mātes dabas darbs. Kolonnas veido lūgšanas celiņu, kas aicina apmeklētājus izpētīt dziļi iekšā.

Vaiahuakua jūras ala:

Waiahuaka jūras ala, kas atrodas gar Na Pali piekrasti Havaju salās Kauai, ir otra garākā un viena no skaistākajām jūras alām pasaulē. Tas stiepjas vairāk nekā 350 metru garumā un ir ievērojams ar ieeju un izeju, tāpēc to sauc arī par dubulto durvju alu. Šīs alas visvairāk aizraujošā iezīme ir ūdenskritums, kas plūst no klints jumta plaisas.

Jūras lauvas alas:

Amerikas lielākā jūras ala Florencē, Oregonā, dzīvo jūras lauvām. Aukstajā ziemas sezonā tos var atrast kopā, bet vasarā - siltumā.

Pafosas jūras alas:

Pafosas jūras alas ar akmeņainām kolonnām un dabīgām alām atrodas klusā piekrastē uz ziemeļiem no Koraļļu līča Kiprā.

Dziļjūras ala:

Dziļjūras alas ir absolūts saviļņojums zemūdens nirējiem, kuri vēlas izpētīt sarežģīto alu sistēmu un esošo jūras dzīvi, kas nav atrodama citur.

Jūras ala, Malta:

Zilās grotas jūras ala Maltā ir pārliecinošs skats. Šī dabiskā jūras ala, kas nosaukta Kapri zilās grotas vārdā, ir ieliekta arka pie ieejas, caur kuru apmeklētāji iebrauc laivās. Tas sastāv no sešām alām, kas dzirkstina, atspoguļojot dzidri zilo jūras ūdeni.

Anglijas jūras ala:

Mewstone jūras ala Anglijā izskatās svaigā veidā no pasakas. Ieeja ļauj redzēt horizonta rietošo sauli, kas rada iespaidīgu skatu.

Jūras alas restorāns, Itālija:

Izbaudiet brīnišķīgas maltītes jūrā Itālijas restorānā Sea Cave Grotta Palazzese. Gadsimtu vecs restorāns, kas cirsts no klints kaļķakmens virsmas un izceļas 74 pēdas virs jūras līmeņa, ceļotājiem piedāvā unikālu ēdināšanas pieredzi.

Jūras dzīve jūras alās:

Mikroorganismi ir jūras dzīve. Neliels izmērs un tikko redzams ar neapbruņotu aci, tie plaukst vietās, kur vairums citu jūras sugu nevar. Dažas citas bieži sastopamas jūras radības, kuras var atrast uz jūras alas sienām un grīdām, ir zosu kakliņi, sūkļi, mazas leopardhaizivis un jūras lauvas.


10.2: Viļņi jūrā - ģeozinātnes

Visi MDPI publicētie raksti ir nekavējoties pieejami visā pasaulē saskaņā ar atvērtās piekļuves licenci. Lai atkārtoti izmantotu visu MDPI publicēto rakstu vai tā daļu, ieskaitot attēlus un tabulas, nav nepieciešama īpaša atļauja. Rakstiem, kas publicēti ar atvērtas piekļuves Creative Common CC BY licenci, jebkuru raksta daļu var atkārtoti izmantot bez atļaujas, ja ir skaidri norādīts oriģinālais raksts.

Feature Papers ir vismodernākais pētījums ar ievērojamu potenciālu, lai šajā jomā būtu liela ietekme. Funkciju dokumenti tiek iesniegti pēc zinātnisko redaktoru individuāla uzaicinājuma vai ieteikuma, un pirms publicēšanas tie tiek pārskatīti.

Feature Paper var būt vai nu oriģināls pētniecības raksts, būtisks jauns pētījums, kas bieži ietver vairākas metodes vai pieejas, vai arī visaptverošs pārskata dokuments ar kodolīgiem un precīziem atjauninājumiem par jaunākajiem sasniegumiem šajā jomā, kas sistemātiski pārskata aizraujošākos sasniegumus zinātnes jomā literatūra. Šis papīra veids sniedz ieskatu turpmākajos pētniecības virzienos vai iespējamos pielietojumos.

Editor's Choice raksti ir balstīti uz MDPI žurnālu zinātnisko redaktoru ieteikumiem no visas pasaules. Redaktori izvēlas nelielu skaitu žurnālā nesen publicētu rakstu, kas, viņuprāt, būs īpaši interesanti autoriem vai nozīmīgi šajā jomā. Mērķis ir sniegt momentuzņēmumu no dažiem aizraujošākajiem darbiem, kas publicēti dažādās žurnāla pētniecības jomās.


Okeāna zinātne

Okeāna zinātne (OS) ir bezpeļņas starptautisks atvērtas piekļuves zinātnisks žurnāls, kas veltīts pētniecisku rakstu, īsu paziņojumu un pārskatu rakstu publicēšanai un apspriešanai par visiem okeāna zinātnes aspektiem: eksperimentāliem, teorētiskiem un laboratoriskiem. Galvenais mērķis ir izdot ļoti augstas kvalitātes zinātnisku žurnālu ar bezmaksas interneta piekļuvi pētniekiem un citiem interesentiem visā pasaulē.

Žurnāla metrika tika atjaunināta, un pašreizējie skaitļi ir pieejami žurnāla metrikas pārskatā.

Žurnāla metrika tika atjaunināta, un pašreizējie skaitļi ir pieejami žurnāla metrikas pārskatā.

Okeāna zinātne (OS) ar prieku paziņo, ka publicējusi savu pirmo rakstu "Burti". OS vēstules ir īsi pētnieciski raksti, kurus EGU uzsvēra kā ziņojumus par īpaši svarīgiem rezultātiem un nozīmīgiem sasniegumiem kodolīgā un saistošā stilā. Lasīt vairāk.

Okeāna zinātne (OS) ar prieku paziņo par sava pirmā "Letters" papīra publicēšanu. OS vēstules ir īsi pētnieciski raksti, kurus EGU uzsvēra kā ziņojumus par īpaši svarīgiem rezultātiem un nozīmīgiem sasniegumiem kodolīgā un saistošā stilā. Lasīt vairāk.

Sākot ar 2020. gada 1. novembri, rakstu apstrādes maksas (APC) tieša norēķināšanās starp ETH Cīrihes un Copernicus Publications būs spēkā attiecīgajiem autoriem.

Sākot ar 2020. gada 1. novembri, rakstu apstrādes maksas (APC) tieša norēķināšanās starp ETH Cīrihes un Copernicus Publications būs spēkā attiecīgajiem autoriem.


Rezultāti un diskusija

Seklajos jūras seismiskajos datos, it īpaši pēckritisko datu gadījumā, ir ļoti grūti iegūt informāciju par seklākajiem pazemes slāņiem, kas ietekmē dziļāku daļu attēlu. Šaušanas viļņu un P-viļņu integrētā analīze, kas identificēta šāvienu ierakstos, parādīja darba metodi svarīgas informācijas iegūšanai, jo īpaši par seklu pazemes virsmu.

Pirmais solis bija Scholte viļņu inversija, lai iegūtu informāciju par Vs. Vs profils pie šāviena 500 sasniedza 160  m dziļumu, bet pārējie pētītie Vs profili parādīja ierobežotāku dziļumu ar minimālo dziļumu aptuveni 90  m pie šāviena 2500. Vs ir aptuveni 200  m/s pirmajos 20  m un sasniedz 400  m/s aptuveni 50  m zem jūras dibena. No šāviena 2000 līdz šāvienam 2500 Vs parāda samazinājumu salīdzinājumā ar dziļumu salīdzinājumā ar citiem profiliem (4. attēls). Vs aplēses pēc tam tika tulkotas Vp, izmantojot attiecības ar ūdeni piesātinātu smilšakmeni, ko ierosināja Castagna et al. (1985. 5. ekv.). Iegūtie Vp profili izvēlētajās šāviena pozīcijās tika lineāri interpolēti, lai iegūtu Vp sadalījumu pa seismisko līniju. Ātruma sadaļas dziļākā daļa tika iegūta, integrējot kraušanas ātrumus un urbumu datus. As already mentioned, the stacking velocities were adopted to constrain the velocity fields until a depth of about 800 m, while the well data led to extend the analysis down to a depth of 1,500 m. The final velocities reveal values raging from ca. 1,550 m/s in the near surface (first 30 m) to about 2,750 m/s at 1,500 m below sea-floor.

The WED application allowed us to strongly attenuate undesired signals, such as the Scholte waves and multiples. In fact, these events do not verify the wave equation, so during the WED application they are considered as coherent noises. The migrated seismic section (Figure 7) better images features that were only partially evident in the previous versions of the seismic line where a standard processing was applied (e.g., Figure 4 of Donda et al., 2013, Figure 6 of Donda et al., 2015, and Figure 5 of Zecchin et al., 2017). One of the most peculiar acoustic features is the portion characterized by high frequencies between CDP 4400 and 5,600, with a lower energy in the uppermost 0.3 s with respect to the surrounding area. This portion of the seismic line is clearly bounded by pull-down reflector configurations, well imaged at CDP 4400. Such reflector configurations possibly reflect the presence of gas, as previously stated (Donda et al., 2013 Donda et al., 2015 Donda et al., 2019). Our advanced processing procedure allows us to clearly image localized gas migration pathways and accumulations (Figure 7), and the stratigraphic setting of the late Quaternary succession, where glacioeustatic changes were predominant (i.e., Zecchin et al., 2017).


17.4 Sea-Level Change

Sea-level change has been a feature on Earth for as long as there have been oceans (billions of years), and it has important implications for coastal processes and both erosional and depositional features. There are three main mechanisms of sea-level change, as described below.

Eustatic sea-level changes are global sea-level changes related either to changes in the volume of glacial ice on land or to changes in the shape of the sea floor caused by plate tectonic processes. For example, changes in the rate of mid-ocean spreading will change the shape of the sea floor near the ridges, and this affects sea level.

Figure 17.4.1 Eustatic sea-level curve for the past 24 ka (sea-level rise resulting from the melting of glacial ice). Sea-level rise is global the locations listed in the caption are the places where data were acquired to create this diagram.

Over the past 20,000 years, there has been approximately 125 m of eustatic sea-level rise due to glacial melting. Most of that took place between 15,000 and 7,500 years ago during the major melting phase of the North American and Eurasian Ice Sheets (Figure 17.4.1). During that time the average rate of sea level rise was approximately 14 mm/y. At around 7,500 years ago, the rate of glacial melting and sea-level rise decreased dramatically. The average rate over the past 6000 years has been 0.5 mm/y. Anthropogenic climate change led to accelerating sea-level rise starting around 1870. Since then the average rate has been about 1.1 mm/y, but it has been gradually increasing. The current rate is over 3 mm/y.

Isostatic sea-level changes are local changes caused by subsidence or uplift of the crust related either to changes in the amount of ice on the land, or to growth or erosion of mountains.

Almost all of Canada and parts of the northern United States were covered in thick ice sheets at the peak of the last glaciation. Following the melting of this ice there has been an isostatic rebound of continental crust in many areas. This ranges from several hundred metres of rebound in the central part of the Laurentide Ice Sheet (around Hudson Bay) to 100 m to 200 m in the peripheral parts of the Laurentide and Cordilleran Ice Sheets—in places such as Vancouver Island and the mainland coast of B.C. In other words, although global sea level was about 130 m lower during the last glaciation, the glaciated regions were depressed at least that much in most places, and more than that in places where the ice was thickest.

Figure 17.4.2 This stream is on the southwest coast of Vancouver Island near Sooke. Like many other streams along this coast, it used to flow directly into the ocean, but the land has been uplifted by post-glacial isostatic rebound.

There is evidence of isostatic rebound along the southwest coast of Vancouver Island, where a number of streams enter the ocean as 5 m high waterfalls, as shown in Figure 17.4.2.

Tectonic sea-level changes are local changes caused by tectonic processes. The subduction of the Juan de Fuca Plate beneath British Columbia, Washington, Oregon and northern California is creating tectonic uplift (about 1 mm/year) along the western edge of the continent, although much of this uplift is likely to be reversed when the next large subduction-zone earthquake strikes.

Figure 17.4.3 Howe Sound, north of Vancouver, is a fjord filling a former glacial valley

Coastlines in areas where there has been net sea-level rise in the geologically recent past are commonly characterized by estuaries and fjords. Howe Sound, north of Vancouver, is an example of a fjord (Figure 17.4.3). This valley was filled with ice during the last glaciation, and there has been a net rise in sea level here since that time. Coastlines in areas where there has been net sea-level drop in the geologically recent past are characterized by uplifted wave-cut platforms (or stream valleys as shown in Figure 17.4.2). Uplifted beach lines are another product of relative sea-level drop, although these are difficult to recognize in areas with vigorous vegetation. They are relatively common in Canada’s far north.

Exercise 17.4 A holocene uplifted shore

The blue-grey sediments in the photo contain marine fossils of early Holocene age (

12,500 years ago) situated at about 60 m above sea level on Gabriola Island, BC. Explain how eustatic and isostatic sea-level change processes might have contributed to the existence of these materials at this elevation.

Figure 17.4.4 Early Holocene marine sediments at 60 m elevation on Gabriola Island, B.C.

Plašsaziņas līdzekļu attiecinājumi

sea level change related to a change in the volume of the oceans, typically because of an increase or decrease in the amount of glacial ice on land

the effect on relative sea level of a vertical adjustment of the crust resulting from a change in the mass of the crust (e.g., from losing or gaining ice)

relative sea level change related to the vertical motion of a crustal block caused by tectonic processes


Refraction of Ocean Waves: A Process Linking Underwater Topography to Beach Erosion

Waves out at sea, though usually forming a complex pattern, have essentially the same characteristics over large distances. Upon entering shallow water, these waves are transformed under the influence of bottom features, and such transformations may be so marked that breaker heights may vary greatly over short distances along the shore. The effect of bottom features upon waves can largely be interpreted in terms of a simple physical process-wave refraction. In turn, wave refraction may be responsible for alteration of the bottom features by accumulation or removal of sediments and, in this manner, be an important factor in beach erosion. In this report the role of wave refraction is first reviewed in the light of other processes affecting the transformation of waves in shallow water. The mechanism of refraction is illustrated by means of a few idealized examples, such as the refraction pattern along a straight uniformly sloping beach, over a submarine canyon and ridge, and around a headland. Next it is shown that extreme variations in breaker height along the beach north of La Jolla, California, can be computed for typical swell conditions, taking the complex local bottom topography and the orientation of the coastline into consideration. These changes are computed from refraction diagrams for typical swell conditions, and they compare favorably with observed changes in wave height, thus indicating that wave refraction is the primary mechanism controlling changes in wave height along a beach, and that friction, diffraction, and other processes can be of secondary importance only. Finally, it is noted that the transportation of sediments is dependent upon longshore currents, rip currents, and horizontal diffusion and that all these factors are greatly influenced by the existing refraction pattern.


Saistītās saites

Last winter, the Coastal Commission approved an emergency permit to install riprap on the road to the parking lot at San Onofre State Beach, after the road partially collapsed because of high surf and tides.

One of Surfrider’s primary missions is to preserve surf spots, but that didn’t extend to waterfront parking in this case. Nelsen said his group opposed the emergency fix even though closing the beach lot would mean parking at the top of the cliff and hiking down.

Because the ocean is already moving toward the parking area, surfers and others headed to that beach might want to digest the prospect of clifftop parking, he said.

“That’s going to happen eventually,” he said. “Let’s come up with a plan. It’s a lot easier when you’re not in a crisis mode.”

The Coastal Commission’s Schwartz said that’s exactly what’s happening.

“State Parks has submitted their application for their long-term management plan for San Onofre/Surf Beach, which we will be bringing to the Commission for action the first half of 2019,” she said via email.


Skatīties video: Amazing monstrous whirlpool. Чудовищный водоворот. Dvietes atvars. Torbellino. Tourbillon