海水以波浪、潮汐、濁流與洋流四種形式進(jìn)行著運(yùn)動(dòng)，成為海水地質(zhì)作用的基本途徑。

波浪

一般特征

波浪(wave)主要由風(fēng)摩擦海水而引起，也可因潮汐、海底地震以及大氣壓的劇烈變化而產(chǎn)生。波浪的大小依風(fēng)速和傳播時(shí)間而定，如風(fēng)速達(dá)到1.1m/s，且持續(xù)吹動(dòng)，便產(chǎn)生波浪。

在外海，波浪發(fā)生時(shí)，波形沿水平方向向前傳遞，而水的質(zhì)點(diǎn)則是在原地做上下旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而無(wú)實(shí)質(zhì)性位移，有如在風(fēng)的吹動(dòng)下滾滾向前的麥浪。

波浪外形有高低起伏，波形最高處，稱為波峰( wave crest）；最低處，稱為波谷（wave trough）；相鄰兩波峰間的距離，稱為波長(zhǎng)( wave length）；波峰到波谷的垂直距離，稱為波高(wave high)。第一波過(guò)去，次一波來(lái)到同一地點(diǎn)所需時(shí)間，稱為周期，波形在單位時(shí)間內(nèi)前進(jìn)的距離，稱為波速( wave velocity）。波長(zhǎng)、波高、波的周期和波速是波浪的四要素。

一般情況下，波高不超過(guò)4m，波長(zhǎng)不超過(guò)數(shù)十米。大風(fēng)暴時(shí)，波高可達(dá)15-30m，最大波長(zhǎng)可達(dá)8多米。由于水的內(nèi)摩擦作用，水質(zhì)點(diǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)半徑是隨深度增加而減小乃至消失的。波浪向深部傳導(dǎo)一般不超過(guò)波長(zhǎng)的1/2。在深度達(dá)1/2波長(zhǎng)時(shí)，波浪運(yùn)動(dòng)幾乎停止，這一深度界面稱為波浪基面( wave base），或浪基面。

當(dāng)波浪由外海向淺水帶傳遞時(shí)，由于水深逐漸變小，波浪的運(yùn)動(dòng)便能到達(dá)海底。當(dāng)水深小于1/2波長(zhǎng)時(shí)，波浪下部的水分子運(yùn)動(dòng)受到海底阻礙和摩擦變?yōu)闄E圓形，愈近海底其扁度愈高。及至海底，水分子只做前進(jìn)后退運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，上層水體的運(yùn)動(dòng)速度大于下層，致使波長(zhǎng)縮短，波高加大波峰變尖。波浪愈接近海岸，波浪的變形愈明顯。最后波峰超前并且翻卷破碎，稱為破浪( breaker）。破浪涌向海岸，拍擊海岸，稱為激浪（surf）。

地質(zhì)作用

在淺水帶，波浪的運(yùn)動(dòng)一般能影響到海底，促使海水循環(huán)，使海水中富含氧氣，有利于底棲生物生存繁衍，有利于海底沉積物的氧化、磨圓、分選，有利于形成波痕、交錯(cuò)層理等原生沉積構(gòu)造。

在近岸帶，波浪的地質(zhì)作用更為顯著。首先，由基巖組成的海岸會(huì)遭其強(qiáng)烈的侵蝕破壞。激浪施加于海岸巖石的壓力每平方米可達(dá)幾十萬(wàn)牛[頓]以上。海水?dāng)D進(jìn)巖石的裂縫，壓迫裂縫中的空氣，促進(jìn)巖石崩裂瓦解。強(qiáng)大的激浪可以拋擲巖塊以撞擊海岸，破壞力甚大，由可溶性巖石組成的海岸，還會(huì)同時(shí)受到海水的溶蝕，海岸的破壞就更加快速。

其中堅(jiān)硬的以及斷裂不發(fā)育的巖石抵抗海蝕的能力較強(qiáng)，軟弱的以及斷裂發(fā)育的巖石抵抗海蝕的能力較弱。結(jié)果，前者便突出成為海岬( strait），后者便凹入成為海灣（gulf）。伸入海中的較堅(jiān)硬巖石也可被侵蝕成各種地貌，如形似橋狀的海蝕拱橋( marine bridge）、直立水面的海蝕柱( marine stack）。由堅(jiān)硬巖石組成的海岸一旦崩塌，則可形成陡峭的海蝕崖( marine cliff）。

海岬

海蝕柱

海蝕崖的下部可形成海蝕洞穴( marine cave）。海蝕洞穴進(jìn)步發(fā)展可形成平行海面的海蝕凹槽( marine trough）。海蝕凹槽的上部巖石如發(fā)生崩塌，海蝕崖便后退。海蝕作用沿基巖裂隙帶發(fā)展可形成海蝕溝谷( manne canyon）。隨著海蝕崖的后退，原海蝕凹槽上部巖石發(fā)生崩塌，原凹槽底部可變成為向海微傾斜的近似平坦的基巖臺(tái)地，其上常有砂、礫沉積物，稱海蝕平臺(tái)( submarine platform）。

在激浪的持續(xù)作用下，海蝕平臺(tái)可逐漸加寬。海蝕平臺(tái)發(fā)展到一定寬度后，在地殼穩(wěn)定或海平面無(wú)明顯升降的條件下，波浪的能量全部消耗在沿寬闊平坦海底的摩擦之上，不再發(fā)生侵蝕，這時(shí)的海岸橫剖面稱為海蝕平衡剖面( marine balanced section）。隨后，如地殼明顯抬升或海平面明顯下降，原有海蝕平臺(tái)就會(huì)高出海面，成為海蝕階地( marine terrace），不再受到淹沒(méi)。因而海蝕階地是該地地殼明顯抬升或海平面明顯下降的標(biāo)志。相反，如果地殼明顯下沉，則淪為水下海蝕階地。

海蝕平臺(tái)

波浪的作用還能引起近岸帶沉積物的搬運(yùn)和再沉積。當(dāng)激浪進(jìn)擊海岸時(shí)，形成向陸地前進(jìn)的水流，稱為進(jìn)流( ingression current）。如波浪的前進(jìn)方向與海岸垂直，則進(jìn)流就將水下的砂、礫向岸上搬運(yùn)。隨著進(jìn)流能量的耗散，部分砂、礫留在岸上，部分砂、礫隨回流( reflux）搬回水下。在進(jìn)流與回流的往返作用下，砂、礫充分磨圓和分選，一部分留在海岸形成礫灘、沙灘或沙壩，另一部分沉積在離岸一定距離的水下，形成平行海岸的沙堤( sand barrier）或沙壩( sand bar）。

如果波浪斜擊海岸，浪流在與海岸接觸處會(huì)發(fā)生流向的變化，形成平行海岸流動(dòng)的水流，稱為沿岸流( longshore current）。沿岸流攜帶砂屑物沿岸搬運(yùn)。如遇彎曲的海岸線或遇海灣，沿岸流的動(dòng)能會(huì)降低，流速變小，搬運(yùn)物即逐漸沉積下來(lái)，成為向海灣方向尖滅的沉積體，稱為沙嘴( sand spit）。如果沙嘴或沙壩把近陸的一部分水域與外海隔開(kāi)，使其轉(zhuǎn)變成湖泊，即潟湖( lagoon）。如果海岸曲折，海岬、海灣交錯(cuò)，從外海到達(dá)海岸帶的波浪將在岬角處聚集能量，發(fā)生侵蝕；在海灣中則消散能量，產(chǎn)生沉積，形成海灘( beach）。

在由松散沉積物構(gòu)成的平坦海岸地帶，波浪的侵蝕作用弱，前述侵蝕地形難以形成，但是波浪對(duì)碎屑物的搬運(yùn)和堆積作用顯著，可形成各種沉積地形。

潮汐

在日月引力的作用下，海平面發(fā)生周期性升降的現(xiàn)象，稱為潮汐（tide）。海水(含地球上的一切物體)恒受月地引力及月地系統(tǒng)圍繞其質(zhì)量中心旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力的共同作用(日地引力較弱，也有影響)。

在地球的向月端引力大于離心力，合力指向月球，海水鼓起，發(fā)生漲潮( rising tide）；在地球的背月端因離心力大于引力，合力背向月球，海水也鼓起，也發(fā)生漲潮。與此同時(shí)，在距離向月點(diǎn)90°的地面上，海水面相應(yīng)降低，發(fā)生落潮( falling tide）。月球繞地球旋轉(zhuǎn)一周所需的時(shí)間為24小時(shí)51分，故同一地點(diǎn)每隔12小時(shí)25分30秒就有一次漲潮，在兩次漲潮之間即發(fā)生落潮。

此外，因地月系統(tǒng)繞太陽(yáng)運(yùn)行，當(dāng)出現(xiàn)新月和滿月(農(nóng)歷初一和十五)之后1-2天，月、地、日三者位于同一線上，太陽(yáng)的引力與月球的引力疊加，形成大潮( spring tide）。當(dāng)出現(xiàn)上弦月或下弦月(即農(nóng)歷初八、九及廿二、廿三)后1-2天，月地的連線同地日的連線垂直，形成小潮( neap tide）。

錢(qián)塘江大潮

由潮汐引起的海面高度變化迫使海水做大規(guī)模水平運(yùn)動(dòng)，形成潮汐流( tide current）。漲潮時(shí)，潮水涌向陸地：落潮時(shí)，潮水退回海中。

在平坦海岸帶，潮水的漲落會(huì)影響到相當(dāng)寬闊的范圍，對(duì)海岸及其巖石反復(fù)侵蝕、搬運(yùn)和再沉積，影響著沉積物的性質(zhì)和特征。在河口地帶，如河道狹窄，則潮流的侵蝕與搬運(yùn)作用會(huì)很強(qiáng)烈，不能形成三角洲。如河口處有水下沙堤，則可抬升浪高。當(dāng)潮水涌進(jìn)狹窄的水道時(shí)，可形成強(qiáng)潮，潮高可激增至數(shù)米、十余米，流速增快，可達(dá)每秒數(shù)米：落潮時(shí)潮水奔騰而下，河口遭受強(qiáng)烈沖刷。如果河口向外海呈漏斗狀展開(kāi)，可形成三角港( triangular harbour），如錢(qián)塘江、恒河、葉尼塞河、亞馬孫河、泰晤士河、易比河等河流的河口均是三角港。潮汐引起的海水運(yùn)動(dòng)具有強(qiáng)大的能量：利用海水的潮汐能量發(fā)電是獲得能源的重要途徑。

內(nèi)容摘錄自舒良樹(shù)版《普通地質(zhì)學(xué)》