1946年4月1日,夏威夷發生大海嘯。45分鍾過去後,滔天巨浪首先向阿留申群島中的尤尼馬克島伸出了“魔爪”,徹底摧毀了一座架在12米高岩石上的水泥燈塔和一座架在32米高的平台上的無線電差轉塔。之後,海嘯以極快的速度向南掃去,摧毀了夏威夷島上的488棟建築物,159人遇難。
1960年5月,智利的地震海嘯導致數萬人死亡和失蹤,沿岸的碼頭全部無法正常使用,200萬人流離失所。這次災難不僅波及利智,還使美國、日本、俄羅斯、中國、菲律賓等許多國家與地區,都在一定程度上受到了影響。
1978年7月17日,距離巴布亞新幾內亞西北海岸12公裏的俾斯麥海區發生了裏氏7.1級強烈地震。20分鍾後發生5.3級餘震。之後一切似乎慢慢回到平靜,但誰也沒有料到接下來會發生更大的災難。巨大的轟隆聲由遠而近,很多村民以為隻是一架噴氣式飛機飛臨,都紛紛出來看熱鬧,轉眼間,一股巨浪橫掃而來,它足有20公裏長、10米高,綿延橫亙在西薩諾瀉湖與海灘之間的7個村莊頓時消失不見。僅短短的幾分鍾,西太平洋這人間仙境變成了可怕的地獄。1萬人中生還者不超過3000人。
海洋是賜予人類生命的源泉,但在它平靜的外表下隱藏著狂暴和無情。災難警醒我們,應該記住血的教訓,加快科學研究,摸清海洋的“脾氣”,從而與海洋和諧相處。
大陸島、火山島、珊瑚島、衝積島
根據形成的原因不同,海洋島可分為大陸島、火山島、珊瑚島和衝積島。
◎大陸島
什麼是大陸島呢?大陸島其實最初也屬於大陸,多分布在離大陸不遠的海洋上。大陸島的形成主要是陸地局部下沉或海洋水麵普遍上升,下沉的陸地、地勢較低的地方被海水淹沒,高的地方仍露出水麵。露出水麵的那部分陸地,就成為海島。我國的舟山群島、台灣島、海南島以及沿海的一些小島,都是這種類型的島。還有一些大陸島是曆史上大陸在漂移過程中被甩下的小陸地,如新西蘭、馬達加斯加島等。大陸島也有大小之分。但世界上的大島都是大陸島。如格陵蘭島、伊裏安島、加裏曼丹島、馬達加斯加島,是世界上的四大島。
在地貌上,大陸島與大陸的特征十分相似。在我國的山東半島和遼東半島的丘陵海岸,地勢不是特別高,所以附近的海島海拔也不太高,麵積也都不超過30平方米。而在山峰縱橫的東南沿海,海島不僅多,而且海島的海拔、麵積也較大。我國麵積大於100平方公裏的大島幾乎都分布在這裏。在美麗廣闊的大島上,有平原、丘陵和山地,遠望山巒疊起,近看懸崖陡壁,山峰直刺青天。如:海南島的五指山山脈,海拔為1867米;台灣島的台灣山脈,海拔在3000~3500米。
◎火山島
火山島
由海底火山噴發物堆積而成的島嶼稱為火山島。海底火山熔岩不斷堆積,直到厚度頗大,最終突出在海麵上。火山島按照其性質可分為兩種類型,一種是大洋火山島,它與大陸地質構造沒有聯係;另一種是大陸架或大陸坡海域的火山島,它與大陸地質構造有聯係,但又與大陸島不同,是介於大陸島大洋島之間的一個過渡類型。
火山島大多分布在環太平洋地區,著名的火山島群有阿留申群島、夏威夷群島等,其中,構成夏威夷群島的熔岩堆,要足足高出大洋底9700米。
在我國,火山島並不多見,總數不過百十個左右,主要分布在台灣島周圍;在渤海海峽、東海陸架邊緣和南海陸坡階地僅有零星的幾個。台灣海峽中的澎湖列島(花嶼等幾個島嶼除外)是以群島形式存在的火山島;台灣島東部陸坡的綠島、蘭嶼、龜山島,北部的彭佳嶼、棉花嶼、花瓶嶼,東海的釣魚島等島嶼,渤海海峽的大黑山島,細紗中的高尖石島等,都是孤立於海洋中的火山島。它們都是第四紀火山噴發而成,形成這些火山島的火山現在都已經停止噴漿。
火山所噴發出的熔岩一邊堆積增高,一邊從火山口寧靜溢出,好像煮沸的米湯從鍋裏沸瀉出來一樣,使火山島形成圓錐形的地形,被稱為火山錐。它的頂部為大小、深淺、形狀不同的火山口。火山噴發的地方大多都會形成地勢崎嶇的丘陵。我國的火山島主要是玄武岩河安山岩火山噴發形成的。玄武岩漿粘度較稀,噴出地表後,向外流淌,由此形成的火山島的坡度較小,麵積較大,高度較低,其表麵是起伏不大的玄武岩台地,如澎湖列島。安山岩屬中性岩,岩漿粘度較稠,噴出地表後,流動較慢,並隨溫度的下降而迅速凝固,碎裂的岩塊從火山口向四周滾落,形成地勢高峻、坡度較大的火山島,如綠島和蘭嶼。如果火山噴發量大,次數多,時間長,火山島的高度和麵積自然而然也會隨之增大。
經過多次複活噴發、崩塌,以及很多年風化剝蝕形成,島上岩石破碎並逐步土壤化,因而火山島會出現動物和植物。因成島時間、麵積大小、物質組成和自然條件的差別,火山島的自然條件也並都是相同的。澎湖列島上土地瘠薄,常年吹著狂風,植被稀少,島上景色單調。綠島上地勢高峻,氣候宜人,樹木花草漫山遍野,海上風光異彩紛呈。
◎珊瑚島
印度珊瑚島
珊瑚島是海洋島的一種。大多分布在熱帶海洋中,它的形成與大陸的構造、岩性、地質演化曆史無關,因此,珊瑚島和火山島被人們合稱為大洋島。
珊瑚島是由海洋中的珊瑚蟲遺骸構成的島嶼。珊瑚蟲死後,其身體中所含的膠質能把各自的骨骼結在一起,一層粘一層,天長日久就了礁石。珊瑚島的外表覆蓋著一層磨碎的珊瑚粉末——珊瑚砂和珊瑚泥。按其形態劃分,可將珊瑚島分為岸礁、堡礁和環礁三種類型:岸礁沿大陸或島嶼岸邊生長發育,形狀似長條,主要分布在南美的巴西海岸及西印度群島;堡礁又稱堤礁,是離岸距離較遠的堤狀礁體,與岸之間有瀉湖分布,最為著名的就是澳大利亞東海岸外的大堡礁;環礁分布在大洋中,它的形狀多樣化,但最多的還是環狀,主要分布在太平洋的中部和南部,而且多是群島。
◎衝積島
衝積島
衝積島也稱衝擊島。它是陸地上的河流攜帶著泥沙流向海裏,沉澱下來形成的海上陸地。陸地的河流流動速度比較快,帶著上遊衝刷下來的泥沙流到寬闊的海洋後,流速就會變得緩慢,泥沙就沉積在河口附近,久而久之,越積越多,逐步形成高出水麵的陸地,也就是衝積島,它有“海中田園”的美稱。
世界上許多河流入海處都會產生一些衝積島。我國共有400多個衝積島,地處我國長江口的崇明島,是我國乃至世界上最大的河口衝積島。我國第二大衝積島是湖北枝江長江中的百裏洲。衝積島的地質構造與河口兩岸的衝積平原相同。衝積島地勢低平,它的四周環繞著許多灘塗。
形成衝積島的原因各不相同。我國長江口的沙島是由於漲落潮流不一所致,形成暖流區,是泥沙不斷堆積而形成的。珠江口沙島成因不一,有的是因河心灘發育而成;有的是由於河流中油岩島阻擋產生河汊,在河汊流速較慢的一側泥沙沉積而成沙垣,再逐漸形成沙島;有的由河口沙嘴發育而成,最典型的是台灣島濁水溪三角洲外的一係列沙島;還有一種是由波浪侵蝕沙泥海岸,從海岸分離出小塊陸地,也成了衝積島,不過這種衝積並不多見。
我們知道,衝積島主要由泥沙形成,因此它的結構比較鬆散,性質不穩定。如果周圍的水流條件發生改變,島的麵積就會隨之漲大或縮小,形態也會變化。河口地區的衝積島,每逢遇到強潮倒灌或洪水傾瀉,強烈的衝蝕會使島四周形態發生改變。大多數情況下,在衝積島嶼河流和潮流平行的兩邊,總是一邊經受侵蝕,一邊逐漸淤積,日積月累,便形成長條形島嶼;有的衝積島會衝蝕消失;有的島嶼則會不斷成長,最終與陸地形成一體。
衝積島的地貌形態比較簡單,地勢平坦,海拔隻有幾米,有些有綠蔭覆蓋,有些則是滿目黃沙。在土壤化較好的衝積島上,也可以種些林木、綠草或莊稼來保護島嶼。
坡上的衝溝——海底峽穀
如果有幸乘潛水器來到海底,你會發現從大陸架順著大陸的斜坡散布著一道道裂穀,這就是海底峽穀,又稱水下峽穀。峽穀蜿蜒彎曲,有支穀岔道,穀底向下傾斜,往往從淺海陸架或陸坡上部,一直延伸到水深達2000米以上的陸坡底部。它的規模比陸地上穿過山脈的山澗峽穀還要壯觀。
海底上的穀地同陸地上的峽穀是多方麵原因形成的,因此並不是每種海穀都能稱為海底峽穀。海底峽穀的橫剖麵呈V或U形。穀壁險峻且帶有階梯狀陡坎,穀底有小盆地及高低不等的橫脊,大多數峽穀蜿蜒帶有分支,穀壁上有大量岩石顯露,大多數峽穀都切割在花崗岩層或玄武岩層中,隻有少數是直線形輪廓。
少數海底峽穀延伸至大陸架與河流相連接,具有河穀的特征。其的形成主要依靠構造因素與海底濁流的侵蝕作用。大陸坡的海底是地殼最活躍的地帶,在形成大陸坡過程中有一係列階梯狀斷裂及垂直大陸坡走向的縱向斷裂構成海底峽穀的雛形,之後經過濁流及海底滑坡的修飾改造,就形成了現在的模樣。
常有許多支穀彙入海底峽穀,使其呈樹枝狀,但也時有基岩露頭。大多數穀壁高出穀底數百以至上千公尺。海底峽穀長度最長的高達320公裏以上,不過一般都小於48公裏,延伸到大陸坡最陡部分的坡麓以外。有的海底峽穀寬度與深度相等。切割最深的海底峽穀——巴哈馬峽穀,其穀壁高差達4400米,是陸上的大峽穀難以相比的。海底峽穀的穀底坡降比陸上峽穀為大,平均約為每公裏57公尺。許多海底峽穀近岸穀首的坡度很大,有時達45°。據潛水艙在一個海底峽穀中2100公尺以下深度觀察:多見直立、甚至垂懸的穀壁;穀壁常有溝槽或磨光麵,宛如被冰川所研磨;穀底常覆蓋大礫石或其他粗粒沉積,局部地方基岩裸露;據遙控攝影,有些地方在3公裏以下尚有波痕。
從物理特征來講,海底峽穀分為以下四種類型。
1.海底扇形穀
這種類型的峽穀穀口向外擴張,主要組成部分是海底沉積物。沉積多為扇麵形,在許多情況下,這是海底峽穀穀底的延伸。扇形穀的另一特征是穀壁兩側陡峻,高度約為200米。
2.陸架溝渠
這種類型的峽穀是一種穿過大陸架的較淺的穀地,它們的穀壁高度一般在183米以下,而且溝渠多分布在一些大陸架邊緣的盆地處。事實上,這種陸架溝渠在海洋底部並不多見。其中,紐約市北郊的哈得遜溝渠、英吉利海峽中的赫德海溝、愛爾蘭海中的聖喬治溝渠等是較為典型的。
3.冰蝕槽
這種類型的峽穀多在冰川侵蝕海岸外的大陸架上,其深度通常高於183米。冰蝕槽的底部有一些麵積很小的盆地和一些分支。一般冰蝕槽寬度為80公裏左右,深度在500~600米。最具代表性的冰蝕槽是勞倫琴冰蝕槽,它從聖勞倫斯灣開始,延伸1000多公裏,交彙於薩格納河外241公裏的大陸架邊緣處。
4.深海峽
這種類型的峽穀多分布於深海底,其剖麵形狀似槽形,它們的走向有的與大陸邊緣平行,有的與大陸邊緣交叉。最為人們所熟知的深海峽穀,是從格陵蘭西海岸外出發,一直延伸到格蘭德灘尖端外的洋中海峽穀。這條深海峽穀比它周圍海底的深度還要深100米,寬度隻有2.4~6.4公裏。
從古到今,人們對海底峽穀的形成原因一直是眾說紛紜,學術界提出了假說,其中最具代表性的有以下幾種。
最早的一種說法是,海底峽穀是海浪衝刷的結果。人們想象,海浪有無比巨大的能量,對海底一定會產生巨大的衝刷作用,於是就形成了海底峽穀。這個觀點一經提出,立刻遭到了很多科學的質疑。他們認為,海浪不可能對海底產生如此大的侵蝕作用。我們知道,雖然海上狂風怒吼,波浪滔天,但幾海洋底卻是十分平靜的。海浪對幾百米之下的海底根本不會造成任何影響。
有些人認為,地震所引發的海嘯侵蝕海底,從而形成了海底峽穀。但是,在沒有受海嘯襲擊的地區也存在海底峽穀。再說,如此巨大的海底峽穀僅僅憑借海嘯的衝擊是無法形成的。可見,用海嘯來解釋海底峽穀的形成原因,這一說法是難以立足的。
還有這樣一種假說,認為海底峽穀可能是由大陸架基底原始斷裂不斷演化而成的。雖然這一說法得到了很多學者的讚同,但它也僅僅是停留在推斷上,沒有足夠的證據證明。
濁流侵蝕說是一種非常有代表性的說法。在20世紀四五十年代,荷蘭海洋地質學家奎年,為了證明海底濁流具有強大的衝擊力,用人工方法在水槽中做試驗,模擬海底在清水底下流動的濁流,以證明自己的推斷。1929年,紐芬蘭海岸外的海底電纜在一夜之間沿陸坡向下依次折斷。1952年,美國海洋地質學家通過研究發現,這次事件很有可能是強大的海底濁流所為。同時,他們還根據海底電纜依次折斷的時間,計算出這股濁流在坡度最大處流速高達28米/秒,在到達6000米的深海平原時,其流速不低於4米/秒,這也成為濁流侵蝕說的證據之一。後來,在大陸架的外緣、在海底峽穀穀底,人們發現有向下遊移的砂礫和流痕。這種現象說明,海底峽穀中曾有強大的濁流通過。可是,濁流雖有較強的侵蝕能力,但畢竟海底峽穀的規模很大,單靠深海濁流,是否能切割出深達數百乃至數公裏的海底峽穀,是很令人懷疑的。尤其是許多穀壁都是堅硬的岩石,要在這樣環境下形成峽穀,也確實不是件容易之事。總之,盡管濁流可能是形成海底峽穀的重要原因,但它一定不是唯一的原因。
被大多數所認可的一種說法,海底峽穀是大陸坡上的沉積層在地震作用下沿大陸斜坡滑動時產生的沉積流的結果。在冰川時代,海平麵顯著下降,大陸架成為大麵積的淺水區。受風暴和浪潮的影響,淺水區的泥沙被海浪卷起,形成比重較大的沉積層。這種沉積層由於地震的強烈作用,像一股巨大的激流,從大陸架流出,沿著大陸坡流到大洋底,而地殼繁發的地帶又多在大陸坡,地殼的斷裂就形成了海底峽穀的雛形。強大的海底沉積流順著海底裂縫滑動,經過歲月的流逝與曆史的演變,就形成了今天的海底峽穀。
在大洋深處,除了海底峽穀,還有其他一些海底穀。在大型三角洲前緣,有許多橫剖麵呈U形,穀身平直,分支稀少的穀地,稱為三角洲前緣槽,其形成原因與海底峽穀相似。海底扇上的扇穀,也稱深海穀,其深度一般較小,穀底相對平坦,穀壁缺乏基岩露頭,通常是海底峽穀或三角洲前緣槽的向海延續。
有些深海穀可向上延展,走向通常平行於海岸線,例如由巴芬灣向南延伸至北美海盆的中大西洋深海穀。大陸坡上還有一些微微彎曲,支穀較少的淺小海穀,叫坡溝,它主要是由塊體滑塌而形成。斷裂下陷會形成一些槽形穀,特征為穀壁平直、底部寬闊。
海底的盆地——大洋盆地
海洋深處並不像海麵那樣善變,一會兒風平浪靜,一會兒波濤洶湧。海底的變化漫長而深刻。在海洋的底部有許多低平的地帶,周圍是相對較高的海底山脈,這種類似陸地上盆地的構造稱為大洋盆地,簡稱為海盆或者洋盆。它是構成大洋底的主要部分,深度一般在2500~6000米。
◎形成原因
在現代社會上,深海鑽探技術已提高許多,通過深海鑽探可以了解到海底沉積物的類型和變化。根據實際鑽探的結果顯示,世界各大洋洋底的地殼都很年輕,一般不超過1.6億年。我們知道,海洋的年齡距今已有18億年。地球上的海洋如此古老,為什麼大洋洋盆的盆底這麼年輕呢?這個問題一直是人們心中一個疑惑,直到大陸漂移說再次盛行。大陸漂移說的創始人魏格納說:“2億年前曾經存在一塊聯在一起的古大陸,在古大陸的周圍存在著一個泛大洋,後來古大陸分裂成幾個大碎塊,並且各自漂移到現在地球上大陸的位置。如今的太平洋比古代的泛大洋已經縮小了很多。”通過科學家的解釋我們明白,大洋的盆底從中間裂開,裂開處湧出大量炙熱的岩漿,遇到冰冷的海水後立即凝固形成岩石。裂口處不斷湧出岩漿,將新的地層把先前生成的岩石地層向周圍擠壓推移,經過上億年的演變,就形成了現在這種海底年齡周邊岩石的年齡最大,而洋底岩石的年齡最小的情況。其實,這個地殼演變過程從地球誕生起就一直沒有停止過。在漫長的地質年代裏,那些塌陷的部分逐漸形成了我們現在看到的大小不一的海盆。
◎各洋盆的特點
太平洋洋盆是地球上最大、最深的洋盆,分布於亞洲、大洋洲、南極洲和美洲之間。包括屬海的麵積為18134.4萬平方公裏,不包括屬海的麵積為16624.1萬平方公裏,約占地球總麵積的1/3。從南極大陸海岸延伸至白令海峽,跨越緯度135°,南北最寬達15500公裏。它是印度洋和大西洋麵積的總和。
大西洋洋盆是世界第二大洋盆,也是世界上最長的洋盆,分布於歐洲、非洲和美洲之間,南連南極洲,北接北冰洋,形狀細長,呈S形彎曲。
印度洋洋盆是世界上最為複雜的,分布於亞洲、非洲、大洋洲和南極洲之間,形狀扁平,東西長、南北短,大部分位於赤道周圍。
北冰洋洋盆分布於歐亞大陸和北美大陸之間,基本上以北極為中心。北冰洋的洋盆基本都呈橢圓形。
強大的氣旋——台風
台風造成的城市內澇
台風隻發生在一些沿海地帶,是熱帶氣旋的一個類別。在氣象學上,將它定義為:熱帶氣旋中心持續風速達到12級(即每秒32.7米或以上)稱為颶風(hurricane),這一名稱使用在北大西洋及東太平洋地區;而對於北太平洋西部地區,即是指赤道以北,東經100度以東的地區,這種災害被稱為台風(typhoon)。
處於熱帶區域的海麵由於長期受到太陽的直射而使海水溫度不斷升高,海水在蒸發的過程中又提供了充足的水汽。而水汽在抬升中發生凝結,釋放大量潛熱,促使對流運動的進一步發展,令海平麵處氣壓下降,造成周圍的暖濕空氣流入補充,然後再抬升。如此循環,形成正反饋,即第二類條件不穩定(CISK)機製。在部分條件合適的海麵上,這種循環的影響範圍更是會不斷地擴大,有時甚至可達數百至上千公裏。