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海底是地球的一部分吗?

归档日期:10-26       文本归类:海底地貌      文章编辑:爱尚语录

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  易书科技是一家以内容制作、内容创意、内容运营为核心的多领域融合型发展的企业。本着内容精品化及跨界融合发展的理念,致力于出版(纸质、数字、音频、课程等载体)、影视IP、二维动画、视频等业务。海底是地球表面的一部分。海底并非我们想象中那么平坦。倘若沧海真的变成了桑田,你就会发现,海底世界的面貌和我们居住的陆地十分相似:有雄伟的高山、深邃的海沟与峡谷,还有辽阔的平原。世界大洋的海底像个大水盆,边缘是浅水的大陆架,中间是深海盆地,洋底有高山深谷及深海大平原。位于太平洋的马里亚纳海沟深得让人难以置信,如果把世界最高峰放进去,都不会露出水面分毫。

  人们通过地震波及重力测量,了解海底地壳的结构。海洋地壳主要是玄武岩层,厚约为5千米;而大陆地壳主要是花岗岩层,平均厚度为33千米。大洋底一直都在更新和不断成长,每年扩张新生的洋底大约有6厘米。洋中脊,是大洋底隆起的“脊梁骨”,世界大洋中脊总长约为8万千米,约占洋底面积的1/3,海底扩张就从这儿起始。

  根据大量的海深测量资料,人们已清楚知道,海底的基本轮廓是这样的:沿岸陆地,从海岸向外延伸,是坡度不大、比较平坦的海底,这个地带称“大陆架”;再向外是相当陡峭的斜坡,急剧向下直到3000米深,这个斜坡叫“大陆坡”;从大陆坡往下便是广阔的大洋底部了。整个海洋面积中,大陆架和大陆坡占20%左右,大洋底占80%左右。

  大陆架浅海的海底地形起伏一般不大,上面覆盖着一层厚度不等的泥沙碎石,它们主要是河流从陆地上搬运来的。但是,有的地方,如南北美洲太平洋沿岸、地中海沿岸,山脉紧靠海边,海底地形就比较崎岖陡峭;有的地方,如我国黄海沿岸,大河下游的河口海湾一带,陆地上地势平坦,海底也是起伏不大的宽广的大陆架。

  大洋底部位于几千米深处。洋底主要是深水的盆地、深海大平原、规模宏大的海底山脉和海底高原,还有一些孤立的洋底火山、巨大的珊瑚岛礁等。这些地形与陆地地形不同,是在海洋中形成的。大洋底部表面覆盖着一层厚度不大的海底沉积物,称为深海软泥。

  海底为什么有这样的轮廓?大陆架、大陆坡与大洋底为什么有如此巨大的差异性呢?这是由海底的地壳构造决定的。

  在整个海底世界,大洋底约占海洋总面积的80%。宏伟的海底山脉、广漠的海底平原、深邃的海沟,上面均覆盖着厚度不一、或红或黑的沉积物,把大洋底装点得气势磅礴、雄伟壮丽。

  大陆架大陆架是大陆的自然延伸,坡度一般较小,起伏也不大。世界大陆架总面积为2700多万平方千米,占海洋总面积的8%,平均宽度约为75千米。大陆架浅海靠近人类的住地,与人类关系最为密切,大约90%的渔业资源来自大陆架浅海。人类自古以来在这里捕鱼、捉蟹、赶海,享“鱼盐之利,舟楫之便”。随着生产的发展,人们又在这里开辟浴场、开采石油,利用这里的阳光、沙滩和新鲜空气,开辟旅游度假区。

  在许多浅海海底有蜿蜒曲折的水下河谷,有趣的是它们常常可以同陆地的河谷相对应起来。像北美的哈德逊水下河谷就很明显,它沿东南方向伸到大西洋底,顶端是浅平的半圆形,向“下游”逐渐变深,最深处在海面以下100米,而谷地两旁的海底深度只有40米。哈德逊水下河谷的下游出口处呈三角形散开,就好像河流入海的宽大河口。在东南亚,苏门答腊与加里曼丹之间的其他大陆架上,有着树枝状的水下河谷系统,一条向北流,一条向南流。两条水下河谷的海底“分水岭”,就是两条微微上凸的海底高地。这两条水下河谷底部都是慢慢地向下游倾斜的,它们的横剖面与平面外形同陆地上的河谷简直一模一样。另外,在欧洲西北部围绕着英伦三岛的一片广阔的大陆架浅海底,也有几条极为明显的水下河谷。现在地图上的易北河、莱茵河和威悉河都是分开单独入海的,如果把它们各自的水下河谷连接起来,那么可以看到,它们入海后通过各自海底的河谷,向北延伸,最后三条河谷汇合一起“注入”北海了。从法国、英国注入大西洋的河流,不少是同海底水下河谷相连接的,甚至英吉利海峡的本身,就是一条通向大西洋的海底谷地。

  原来,大陆架曾经是陆地的一部分,只是由于海平面的升降变化,使得陆地边缘的这一部分,在一个时期里沉溺在海面以下,成为浅海的环境。

  大陆坡与峡谷由大陆架向外伸展,海底突然下落,形成一个陡峭的斜坡,这个斜坡叫大陆坡。它像一个盆的周壁,又像一条绵长的带子缠绕在大洋底的周围。大陆坡的宽度在各大洋不一样,从十几千米到几百千米,平均宽度约为70千米,坡度为几度至20多度,平均为4°30′,是地球上最绵长、最壮观的斜坡。全球大陆坡总面积约为2800万平方千米,约占海洋总面积的12%。坡麓横切着许多非常深的大峡谷,称为海底峡谷,规模同陆地上穿过山脉的山涧峡谷相比既深且大。

  按照地形特点,大陆坡有两种。一种地形比较简单、坡度比较均一,像北大西洋沿北美洲、欧洲及巴伦支海等地的大陆坡。这类大陆坡上半部是个陡壁,岩石裸露缺乏沉积物,向下大约2000米深处,大陆坡的坡度突然变得非常平缓,深度逐渐增加,成为一个上凹形的山麓地带。顺着大陆坡的斜面上,有一系列互相平行的“海底峡谷”,把大陆坡切开。另一种大陆坡,地形复杂,坡面上有许多凹凸不平的地形,主要分布在太平洋。南海的大陆坡就属于这一类,坡面上常常呈一系列的台阶,是一些棱角状的顶平壁陡的高地,与一些封闭的平底凹地交替着分布。平顶高地上有一些粗大的砾石岩屑,而平底凹地里堆积着一些杂乱的沙子、石块和软泥。这类大陆坡上的海底峡谷谷底也呈阶梯状。除了这两类以外,大河河口外围的大陆坡,常常是坡度比较平坦的,整个斜坡盖满从大河带来的泥沙。

  大多数海底峡谷在大陆坡上只存在一段,向上到大陆架,向下到大洋底就消失,与陆地上河流无关。但也有些海底峡谷可以同陆地上河流联系起来,像北美东海岸的哈德逊海底峡谷,它的源头是哈德逊河,河流注入海洋。在大陆架海底有个浅平的水下河谷,深度在海底以下30米,但宽度有7千米,到大陆架边缘,深度(低于海底)是40米,而宽度达到25千米,显然水下河谷在大陆架是一条笔直的浅平的低洼地。与这水下河谷相接的是大陆坡上的海底峡谷,它从顶部水深150米开始沿大陆坡向下一直到2400米深的洋底。而它在海底下切的深度,几乎整条海底峡谷都超过1000米。它的尾端进入2000多米深的洋底后,就逐渐消失。

  深邃的海沟在太平洋西侧,有一系列的群岛自北而南呈弧状排列着。它们是阿留申群岛、千岛群岛、日本群岛、台湾岛、菲律宾群岛、小笠原群岛和马里亚纳群岛等,人们送它们个雅号,叫做“岛弧”。岛弧像一串串珍珠,整齐地点缀在太平洋与它的边缘海之间;岛弧像一队队的哨兵,日夜守卫、警戒在亚洲大陆的周边。

  无独有偶。与岛弧的这种有趣的排列相呼应的是,在岛弧的大洋一侧,几乎都有海沟伴生。诸如阿留申海沟、千岛海沟、日本海沟、琉球海沟、菲律宾海沟和马里亚纳海沟等,几乎一一对应,也形成一列弧形海沟。岛弧与海沟像是孪生姊妹,形影相随,不离不弃;一岛一沟,显得奇特可贵。其他的大洋也有群岛与海沟伴生的现象,如大西洋的波多黎各群岛与波多黎各海沟等;地质构造上也大同小异,不过没有太平洋西部这样集中,也不这么突出和典型罢了。如此有趣的安排,不是上帝的旨意,而是大自然的内在力量的体现,是大洋底与相邻陆地相互作用的结果。

  海沟是海洋中最深的地方。它却不在海洋的中心,而偏安于大洋的边缘。世界大洋约有30条海沟,其中主要的有17条,属于太平洋的就有14条,且多集中在西侧,东边只有中美海沟、秘鲁海沟和智利海沟3条。大西洋有2条,是波多黎各海沟和南桑威奇海沟。印度洋有1条,叫爪哇海沟。

  海沟的深度一般大于6000米。世界上最深的海沟在太平洋西侧,叫马里亚纳海沟。它的最深点查林杰深渊最大深度为11034米,位于北纬11°21′,东经142°12′。如果把世界屋脊珠穆朗玛峰移到这里,将被淹没在2000米的水下。海沟的长度不一,从500千米到4500千米不等。世界最长的海沟是印度洋的瓜哇海沟,长达4500千米。有些人把秘鲁海沟、智利海沟合称为秘鲁—智利海沟,其长度达5900多千米。据调查,这两条海沟虽然靠近,几乎首尾相接,但中间有断开,目前尚未衔接起来。海沟的宽度在40~120千米之间,全球最宽的海沟是太平洋西北部的千岛海沟,其平均宽度约为120千米,最宽处大大超过这个数,距离相当于北京至天津那么远,听起来也够宽了,但在大洋底的构造里,算是最窄的地形了。

  大洋中脊人有脊梁,船有龙骨。这是人和船成为一定形状的重要支柱。因而人能立于天地之间,船能行于大洋之上。海洋也有脊梁,大洋的脊梁就是大洋中脊,它决定着海洋的成长。

  年,“挑战者”号船上的科学家在大西洋上进行海洋调查,用普通的侧深锤测量水深时,发现了一个奇怪的现象,大西洋中部的水深只有1000米左右,反而比大洋两侧浅得多。这出乎他们的预料,按照一般推理,越往大洋的中心部位,应该越深。为打消这个疑虑,他们又测了几个点,结果还是如此,他们把这个事实记录在案。1925~1927年间,德国“流星”号调查船利用回声测深仪,对大西洋水深又进行了详细的测量,并且绘出了海图,证实了大西洋中部有一条纵贯南北的山脉。这一发现,引起了当时人们的震惊,吸引了更多的科学家来此调查。大西洋中部的这条巨大山脉,像它的脊梁,因而取名叫“大西洋中脊”。

  大西洋中脊的峰是锯齿形的,分布在大西洋中间,大致与东西两岸平行,呈“S”形纵贯南北。自北极圈附近的冰岛开始,曲折蜿蜒直到南纬40°,长达1.7万千米,宽为1500~2000千米不等,约占大西洋的1/3。其高度差别很大,许多地方高出海底5000多米,平均高度约为3000多米。高出海面部分,成了岛屿,如冰岛就是大洋中脊高出水面的一部分。这样巨大规模的山脉,是陆地上任何山脉无法比拟的。更为奇特的是,在大洋中脊的峰顶,沿轴向还有一条狭窄的地堑,叫中央裂谷,宽约为30~40千米,深约为1000~3000米。它把大洋中脊的峰顶分为两列平行的脊峰。

  许多观测表明,在中央裂谷一带,经常发生地震,而且还经常地释放热量。这里是地壳最薄弱的地方,地幔的高温熔岩从这里流出,遇到冷的海水凝固成岩。经过科学家研究鉴定,这里就是产生新洋壳的地方。较老的大洋底,不断地从这里被新生的洋底推向两侧,更老的洋底被较老的推向更远的地方。

  随后,人们在印度洋和太平洋也相继发现了大洋中脊。印度洋中脊呈“人”字形分布,西南的一支绕过非洲南端,与大西洋中脊连接起来;东南走向的一支绕过大洋洲以后,与东太平洋海底隆起的南端相衔接。这两支洋脊在印度洋中部靠拢,在印度洋北部合二为一,并向西北倾斜,构成了一个大大的“人”字形,成为印度洋“骨架”。

  大洋的洋中脊是彼此互相联结的一个整体,是全球规模的洋底山系。它起自北冰洋,纵贯大西洋,与印度洋、太平洋连接,北上直达北美洲沿岸,全长达8万多千米,相当于陆地山脉的总和。

  海底火山与平顶山海底火山的分布相当广泛,大洋底散布的许多圆锥山都是它们的杰作。火山喷发后留下的山体都是圆锥形状。据统计,全世界共有海底火山2万多座,太平洋就拥有一半以上。这些火山中有的已经衰老死亡,有的正处在年轻活跃时期,有的则在休眠,不一定什么时候苏醒又“东山再起”。现有的活火山,除少量零散分布在大洋以外,绝大部分在岛弧、中央海岭的断裂带上,呈带状分布,统称海底火山带。太平洋周围的地震火山,释放的能量约占全球的80%。海底火山,死的也好,活的也好,统称为海山。海山的个头有大有小,一二千米高的小海山最多,超过5千米高的海山就少得多了,露出海面的海山(海岛)更是屈指可数了。美国的夏威夷岛就是海底火山的功劳。它拥有面积1万多平方千米,有10万余居民,气候湿润,森林茂密,土地肥沃,盛产甘蔗与咖啡,山清水秀,有良港与机场,是旅游的胜地。夏威夷岛上至今还留有5个盾状火山,其中冒纳罗亚火山海拔4170米,它的大喷火口直径达5000米,常有红色熔岩流出。1950年曾经大规模地喷发过,是世界上著名的活火山。

  海底山有圆顶,也有平顶。平顶山的山头好像是被什么力量削去的。以前,人们也不知道海底还有这种平顶的山。第二次世界大战期间,为了适应海战的要求,需要摸清海底的情况,便于军舰潜艇活动。美国科学家、普林顿大学教授H.H.赫斯当时在“约翰逊”号任船长,接受了美国军方的命令,负责调查太平洋洋底的情况。他带领全舰官兵,利用回声测深仪,对太平洋海底进行了普遍的调查,发现了数量众多的海底山,它们或是孤立的山峰,或是山峰群,大多数成队列式排列着。这是由裂谷缝隙中喷溢而出的火山熔岩形成的。这种奇特的平顶山有高有矮,大都在200米以下,有的甚至在2000米水下。凡水深小于200米的平顶山,赫斯称它为“海滩”。1946年,赫斯正式命名水深大于200米的平顶山为“盖约特”。

  赫斯发现海底平顶山之后,当时非常纳闷。他苦苦思索着:山顶为什么会那么平坦?滚圆的山头到哪儿去了?后来,科学家们经过研究终于解开了这个谜。原来海底火山喷发之后形成的山体,山头当时的确是完整的。如果海山的山头高出海面很多,任凭海浪怎样拍打冲刷,都无法动摇它,因为海山站稳了脚跟,变成了真正的海岛,夏威夷岛就是一例。倘若海底火山一开始就比较小,处于海面以下很多,海浪的力量达不到,山头也安然无恙。只有那些不高不矮、山头略高于海面的,海浪趁它立足不稳,拼命地进行拍打冲刷,年深日久,就把山头削平了,成了略低于海面、顶部平坦的平顶山。

  海底温泉现在的海底有无温泉?海底的温泉是什么样子?近20年来,经过科学家反复调查,发现现在的大洋底也有温泉,可惜一般人无法看到。只有等到有朝一日,具备了到大洋底旅游的条件时,大家才可能去一饱眼福。

  年10月,美国科学家乘“阿尔文”号深潜器,来到东太平洋海隆的加拉帕格斯深海底,在不断裂谷地进行考察时惊奇地发现:这里的海底上耸立着一个个黑色烟囱状的怪物,它的高度一般为2~5米,呈上细下粗的圆筒状。从“烟囱”口冒出与周围海水不一样的液体,这里的温度高达350℃。在“烟囱”区附近,水温常年在30℃以上,而一般洋底的水温只有4℃。可见,这些海底“烟囱”就是海底的温泉。

  在如此高温的大洋底,有活着的生物吗?科学家进一步考察,发现在海底温泉口周围,不仅有生物,而且形成了一个新奇的生物乐园:有血红色的管状蠕虫,像一根根红色塑料管,最长的达3米,横七竖八地排列着。它用血红色肉芽般的触手,捕捉、滤食水中的食物。科学家称这里为“深海绿洲”。这里处在水下几千米的海底,没有阳光,不能进行光合作用,没有海藻类植物,这里的动物靠什么生活呢?科学家们研究认为:这里水中的营养盐极为丰富,是一般海底的300倍,比生物丰富的水域也高3~4倍。这里的海洋细菌,靠吞食温泉中丰富的硫化物而大量迅速地蔓延滋生;然后,海洋细菌又成了蠕虫、虾蟹与蛤的美味。在这个特殊的深海环境里,孕育出一个黑暗、高压下生存的生物群落。看来,“万物生长靠太阳”的说法,在这里不活用。

  温泉,不但养育了一批奇特的海洋生物,还能在短时间内,生成人们所需要的宝贵矿物。那些“黑烟囱”冒出来的炽热的溶液,含有丰富的铜、铁、硫、锌,还有少量的铅、银、金、钴等金属和其他一些微量元素。当这些热液与4℃的海水混合后,原来无色透明的溶液立刻变成了黑色的“烟柱”。经过化验,这些烟柱都是金属硫化物的微粒。这些微粒往上跑不了多高,就像天女散花从烟柱顶端四散落下,沉积在烟囱的周围,形成了含量很高的矿物堆。人们过去知道的天然成矿历史,是以百万年来计算的。现在开采的石油、煤、铁等矿,都是经历了千万年后才形成的。而在深海底的温泉中,通过黑烟囱的化学作用来造矿,大大地缩短了成矿的时间。一个黑烟囱从开始喷发,到最终“死亡”,一般只要十几年到几十年。在短短几十年的时间里,一个黑烟囱,可以累积造矿近百吨。而且这种矿,基本没有土、石等杂质,都是些含量很高的各种金属的化合物,稍加分解处理就可以利用。这是科学家在海底温泉的重大发现。

  海底温泉多在海洋地壳扩张的中心区,即在大洋中脊及其断裂谷中。仪在东太平洋海隆一个长6千米、宽0.5千米的断裂谷底,就发现10多个温泉口。在大西洋、印度洋和红海都发现了这样的海底温泉。初步估箅,这些海底温泉,每年注入海洋的热水,相当于世界河流水量的1/3。它抛在海底的矿物,每年达十几万吨。在陆地矿产接近枯竭的时候,这一新发现的价值之重大,就不言而喻了。

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