正文 第三章 海洋地形地貌大觀(3 / 3)

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。

8.海洋底的一層薄殼

地殼是指有岩石組成的固體外殼,是地球固體圈層的最外層。海洋地殼約占地球表麵的2/3。

板塊學說認為,海洋地殼是在中洋脊處產生的。由地函冒上來的熾熱岩漿與海水接觸,會迅速在海床上凝結成枕狀玄武岩。薄層的玄武岩形成了最新的海洋地殼。當新的地殼在中洋脊處形成,它會把早期形成的地殼推向兩側,從而海洋地殼得以持續擴張。被推開的地殼逐漸冷卻、增厚,因而,海洋裏離中洋脊越遠的地殼,其厚度、年齡就越大。

海洋地殼形成以後,跟隨板塊的移動離開中洋脊,海洋沉積物開始堆積,除了經由大氣、海水流動帶來的陸上沉積物,還有大量來自海中的生物沉積物,不過沉積物的厚度十分有限。海洋地殼與大陸靠近時,陸源沉積物就會越來越多。

據人們目前的了解,地球表麵上海洋地殼的年齡最老的也不過200萬年,這是因為海洋地殼在海溝的地方又隱回地球內部了。環太平洋帶的許多海溝扮演著海洋地殼生命終結者的角色,海洋地殼在這裏完成其生命過程。

海洋地殼是岩石圈的組成部分,主要由密度較大的矽鎂質岩石構成,偏向基性,與大陸地殼相比,矽酸鹽成分較少,密度較大,平均密度約3g/cm,大陸地殼為2.7g/cm。由於密度較大,根據地殼均衡學說,海洋地殼無法像大陸地殼那樣在地幔上浮得很高。

海洋地殼主要組成物質是玄武岩,海洋地殼的厚度約在5~10公裏之間。在中洋脊由深部岩漿加進來,所產生的是為海洋板塊,在淺部都是玄武岩,深處則是輝長岩。

在海洋地殼上,要屬太平洋海板塊最大,其他的均是一些較小的板塊。

根據海底擴張學說,海洋板塊會以每年2厘米的速度向外部擴張,直到與大陸板塊邊緣相交,由於海洋板塊較重,會隱沒到大陸板塊之下,產生聚合板塊邊緣。聚合板塊邊緣由於兩種不同性質的板塊碰撞,會不斷地擠壓,不斷地累積變形能量,直到超過岩石所能承受的極限,就會將累積的能量在瞬間爆發出來,形成地震。這種巨大的碰撞力量,使聚合板塊邊緣產生許多淺至深的、逆衝斷層(擠壓作用)式的大地震。海洋板塊沿著隱沒帶,俯衝下插到大陸板塊之下約700公裏,才會與周圍的物質同化,因此,最深的地震可發生在700公裏處。

9.四大洋海底地貌

太平洋海底地貌

在2000多萬年前人類誕生時,地球已經為人類創造出充足的生存條件——陸地、海洋、空氣和森林。人們生存、繁衍的這片土地,有一望無垠的平原,有高聳入雲的峻嶺,有奔騰不息的江河,有連綿起伏的丘陵,有寬闊的高原和深凹的盆地,還有數不勝數的湖泊等。那麼,你知道浩瀚的太平洋底是一番怎樣的景象嗎?

其實,大洋底地貌類似於陸地,既有巨大高聳的山脈、遼闊平坦的海底平原,又有深達萬米的大海溝。人類一直沒有停止過對海洋的探索。

在太平洋中部,綿亙著一條雄偉壯闊的海底山脈,其呈西北東南走向,北起堪察加半島,經夏威夷群島、萊恩群島至上阿莫士群島,總長達1萬多公裏,將太平洋分成東西兩半。在這條中太平洋山脈以西,除有西北海盆、中太平洋海盆和南太平洋海盆外,還分布許多零散的海底山。它們有的淹沒在深海中,有的露出海麵變成島嶼。夏威夷島就是中太平洋海底山脈中的一些山峰,它們從5000多米深的海底升起,加上島上的主峰高出海麵427O米,最高達9270多米,比世界上最高峰珠穆朗瑪峰還要高。在中太平洋山脈以東,除北太平洋海盆、東太平洋海盆和秘魯—智利海盆外,還有遼闊的東太平洋高原和阿爾巴特羅斯海台等。由此可見,海底山脈的規模是十分巨大的。

有趣的是,太平洋最深的地方不在其中央,而是位於西側的大陸架地區。在這個地區,存在著一係列巨大的島弧和海溝帶。島弧和海溝緊密地聯在一起,構成地球表麵起伏最劇烈的地帶,地形高差達15000米。島弧內側與大陸之間是一係列邊緣海,島弧外側則緊挨著深邃的海溝,其中深度超過1萬米的就有4個。

太平洋邊緣的大陸架、大陸坡、島弧和海溝,麵積加在一起,約占太平洋底總麵積的10%。

大西洋海底地貌

大西洋與太平洋有很大的不同,它四周的陸地多是廣闊的平原、高原和較低的山嶺,而洋底的地貌卻十分複雜。

在大西洋中部,有一條呈南北走向的大西洋海嶺。它從冰島海岸起向南延伸,穿過大西洋南部,直到南極洲附近,全長達15000公裏。海嶺走向與大西洋的表麵形態保持一致,略呈S形。海嶺寬度一般在1500~2000公裏,約占大西洋總寬度的1/3。其高度不一,大約在200~4000米之間。海嶺中間的部分最高、最陡峭,山峰距海麵隻有1500米,有的甚至露出海麵成為高峻的島嶼,如亞速爾群島的山地,高出海平麵2000多米。沿著大西洋海嶺的脊部有一條非常陡峭深邃的大裂穀,深度達2000米,寬30~40公裏,長1000多公裏。它是地殼裂開的一道大縫隙。海嶺由許多橫向斷裂帶切斷,這些斷裂帶在地貌上表現為一係列海脊和狹窄的線狀槽溝。其中位於赤道附近地區的羅曼希斷裂帶,全長350公裏,深度為7864米,是溝通東西大洋底流的重要通道。

大西洋海嶺和凸起的高地將海底分割開來,在東側與西側各形成一係列深海海盆。東側主要有西歐海盆、伊比利亞海盆、加那利海盆、佛得角海盆、幾內亞海盆、安哥拉海盆和開普頓海盆。西側主要有北美海盆、巴西海盆和阿根廷海盆。在大西洋的南部,還有大西洋—印度洋海盆。這些海盆深度達5000米,中央地帶寬闊平坦,盆地中堆積著大量的深海軟泥。在這些海盆之間,又有幾條嶺脈、高地較為突出,有的露出海水形成島嶼。如馬德拉群島、佛得角群島等。這些海盆約占大西洋底總麵積的1/3。

大西洋邊緣的海底地貌亦十分複雜,有大陸架、大陸坡、大陸隆起、海底峽穀、水下衝積錐和島弧海溝帶。大陸架麵積僅次於太平洋的大陸架麵積,為620萬平方公裏,約占大西洋總麵積的8.7%。大陸架寬度變化較大,從幾十公裏到1000公裏不等。如幾內亞灣沿岸、巴西高原東段、伊比利亞半島西側的大陸架,形狀都比較狹窄,一般不超過50公裏。而在不列顛群島周圍,包括整個北海地區,以及南美南部巴塔哥尼亞高原以東的大陸架,寬度幾乎都超過了1000公裏。在大西洋不同的海域上,大陸坡的形狀也不相同。沿歐、非洲的陡峻狹窄,沿美洲的較寬較緩。在大西洋海底大陸坡和深海盆之間,分布著一些大陸隆起,較大的有格陵蘭—冰島隆起、冰島—法羅隆起、布茵克隆起和馬爾維納斯隆起。在格陵蘭島與拉布拉多半島之間的中大西洋海底峽穀和密西西比河、亞馬遜河、剛果河、萊茵河等江河入口處,分布著一些半錐狀的水下衝積錐,麵積僅數百平方米。此外,大西洋還有兩個島弧海溝帶,即大小安的列斯群島的雙重島弧海溝帶和南美南端與南極半島之間的島弧海溝帶。其中大安的列斯島弧北側的波多黎各海溝,長1750公裏,寬100公裏,深8648米,是大西洋最深的地方。

印度洋海底地貌

印度洋底分布著一條“入”字型的中央海嶺,特殊的東經90°海嶺,巨大的水下衝積錐等,構成了印度洋複雜的海底地貌特征。

印度洋海底的中央海嶺,是由中印度洋海嶺、西印度洋海嶺和南極—澳大利亞海丘組成的,三者的交彙點是羅德裏格斯島。中央海嶺的北部有一條分支,為中印度洋海嶺,它由一係列嶺脊組成,一般高出兩側海盆1300~2500米,有些高出海麵形成島嶼,如羅德裏格斯島、阿姆斯特丹島等。中印度洋海嶺向西北叫阿拉伯—印度海嶺,再向西延伸進入亞丁灣,與紅海和東非裂穀係統連接。西印度洋海嶺是中央海嶺的西南分支,在阿姆斯特丹附近與中印度洋海嶺相連,經愛德華群島後,稱為大西洋—印度洋海丘,與大西洋海嶺南端相連。南極—澳大利亞海丘是中央海嶺的東南分支,在阿姆斯特丹島附近與中印度洋海嶺相連。印度洋中央梅嶺由一係列平行於中脊軸的嶺脊組成,嶺脈崎嶇不平,寬度最大可達1500公裏,其中還有許多橫向斷裂帶展布。

“入”字形的中央海嶺,把印度洋分為三大板塊,即東部、西部和南部三大海域。東部區域被東印度洋海嶺分隔為中印度洋海盆、西澳大利亞海盆和南澳大利亞海盆。這些海盆十分廣闊,海水較深。西部海域區海底地貌最複雜,它被海嶺和島嶼分割出一係列海盆,主要有索馬裏海盆、馬斯克林海盆、馬達加斯加海盆和厄加勒斯海盆。這些海盆麵積不大,海水較淺。南部區域地形地貌則較簡單,分為三個海盆:克羅澤海盆、大西洋—印度洋海盆和南極東印度洋海盆。這些海盆的深度約為4500~5000米。

印度洋各邊緣海的大陸架麵積約230萬平方公裏,約占印度洋總麵積4.1%。在四大洋中,它的大陸架麵積最小,而且大陸架普遍比較狹窄,隻有波斯灣、馬六甲海峽、澳大利亞北部、馬來半島西部和印度半島西部邊緣的大陸架較為寬闊。印度洋的大陸坡也不寬,但有一些大陸隆起以及水下衝積錐。最典型的大陸隆起有非洲沿岸的厄加勒斯海台、莫桑比克海台、查戈斯拉克代夫海台等。水下衝積錐主要分布在恒河和印度河入海口附近。此外,印度洋底還有一個島弧海溝帶,它從安達曼群島西部出發,到蘇門答臘島、爪哇島、努沙登加拉群島以南,是印度—澳大利亞板塊向歐亞板塊俯衝形成的。其中爪哇海溝長4500公裏,深達7450米,是印度洋最深的地方。

北冰洋海底地貌

北冰洋不僅地四大洋中麵積最小,而且海水比較淺。北冰洋海底地貌最突出的特點是大陸架非常寬廣,特別是亞歐大陸北部最寬,寬度一般為400~500公裏,最寬處近1700公裏(水深50~150米),阿拉斯加以北大陸架較窄,僅有20~30公裏。這些大陸架最初屬於陸地,第四紀冰期以後才下沉入海中。

北冰洋海底的另一大地貌特征是起伏不平,一係列海嶺、海盆、海槽和海溝交錯分布。北冰洋中部有一橫貫的海底山嶺——羅蒙諾索夫海嶺,起自新西伯利亞群島附近,延伸到加拿大北部的埃爾斯米爾島東北側,全長1800公裏,寬60~200公裏,高出洋底3000米,嶺脊距海麵約1000米左右。洋底山地坡度陡峭險峻,火山活動頻繁,係構造斷裂褶皺山,山脈的主要構成物質為沉積岩和變質岩。

海嶺將整個北冰洋一分為二,麵向北美洲為加拿大海盆,麵向亞歐大陸的為南森海盆,兩部分在海流、海水運動方向和水溫等方麵都存在明顯差異。在加拿大海盆以西有一條門捷列夫海嶺,長1500公裏,高度相對較小,坡度平緩。在南森海盆外側有一北冰洋中央海嶺,又稱南森海嶺,由幾條平行的海嶺組成,自拉普帖夫海經格陵蘭島北端到冰島接大西洋海嶺。不得不承認,人類目前對北冰洋海底地貌的了解還不全麵,但可以確定的是,為冰覆蓋的北冰洋不是陸地,不是群島,也不是完整的深海盆。它究竟還隱藏著什麼奧秘,還有待人們作進一步的探索研究。

10.海洋的最深處

馬裏亞納海溝(或稱馬裏亞納群島海溝)為目前所知最深之海溝,也是地殼最薄之所在。該海溝地處北太平洋西方海床,位於北緯11度21分,東經142度12分,即近關島之馬裏亞納群島東方。此海溝為兩大陸板塊輻輳之潛沒區,太平洋板塊於此潛沒於菲律賓板塊之下。海溝底部於海平麵下之深度,遠勝珠穆朗瑪峰海平麵上之高度。

海溝最大深度為海平麵下10,911米(35,798呎)。若參考其緯度與地球之赤道隆突,此深度位置距地心為6,366.4公裏。相較之下,北冰洋深4至4.5公裏,其海床距地心6,352.8公裏,僅比馬裏亞納海溝距地心近13.6公裏。1951年英國皇家海軍航具挑戰者二號首度測量海溝,其最深處便以挑戰者深淵為名。挑戰者二號以回波定位方式於北緯11度19分,東經142度15分,量測出5,960(相當於10,900米)的深度。此方式乃以探針通過漸層深度,反覆發送聲波,再以耳機捕捉回波,並將回波器之速率,以手持碼表計時完成。因此正式提報新的最深距離時,鹹認謹慎的作法,為將所測深度減去一個尺度(20噚)較妥,從而得出5,940噚(10,863米)的數據。

1957年俄羅斯航具“維塔茲號”(Vityaz)回報測得11,034米(36,201呎)深度,將該處命名為“馬裏亞納深凹”;但此數據從未再測得,故不以為準確。1962年機動載具“史賓塞·傅樂頓·拜爾德號”(Spencer F. Baird)測得最深10,915米(35,810呎)。1984年日本人將高能專業探測航具“拓洋號”(Takuyo)送入馬裏亞納海溝,以多窄波束回波定位儀蒐集資料,測得最大深度為11,040.4米1(也記錄為10,920±10米2)。國外一般則采用深10,924米,如美國中央情報局及世界概況。最為精確的紀錄則由日本探測艇海溝號(Kaiko)於1995年3月24日測得深度10,911米(35,798呎)馬裏亞納海溝位於太平洋中西部馬裏亞納群島東側,是一條非常著名的海溝。塔南北延伸2850公裏,而寬度隻有70公裏,以近乎壁立的陡崖,深深的切入大海的底部。

這條海溝的形成據估計已有6000萬年,是太平洋西部洋底一係列海溝的一部分。它位於北緯11°20,東經142°11.5;,亞洲大陸和澳大利亞之間,北起硫黃列島、西南至雅浦島附近。其北有阿留申、千島、日本、小笠原等海溝,南有新不列顛和新赫布裏底等海溝。全長2550千米,為弧形,平均寬70千米,大部分水深在8000米以上。最大水深在斐查茲海淵,為11034米,是地球的最深點。

1899年,人類在關島東南首先測到內羅淵的深度為9660米。這一記錄一直保持了30年。1929年在其附近發現了9814米的深度。

1957年蘇聯科學院海洋研究所的一艘海洋考察船“斐查茲”好對馬利亞納海溝進行了詳細的探測,並用超聲波探測儀於8月18日在它的西南部發現了一條特別深的海淵,1960年美國海軍“的裏亞斯特”號深潛器創造了潛入海溝10916米的世界記錄。總有一天,人們會潛到馬裏亞納海溝的最深點,以探尋海溝的奧秘。一般認為海洋板塊與大陸板板塊相互碰撞,因海洋板塊岩石密度大,位置低,便俯衝插入大陸板塊之下,進入地幔後逐漸溶化而消亡。在發生碰撞的地方會形成海溝,在靠近大陸一側常形成島弧和海岸山脈。這些地方都是地質活動強烈的區域,表現為火山和地震。是世界上最深的海溝。

1960年1月,科學家乘坐“的裏雅斯特”號深海潛水器,首次對成功地下潛至馬裏亞納海溝最深處進行科學考察。令人驚奇的是,在這樣的海底,科學家們竟看到有一條魚和一隻小紅蝦在遊動!

馬裏亞納海溝是世界最深的海溝,它位於菲律賓東北、馬裏亞納群島附近的太平洋底,其中心位置為北緯15°、東經147°30′。其最大深度達11034米。如果把世界最高的珠穆朗瑪峰放在溝底,峰頂將不能露出水麵。探測深海的奧秘是極其困難的,早已有不少的登山家成功地征服了珠穆朗瑪峰,但人類至今無法乘坐潛艇下到海溝深處,海溝底部高達1100個大氣壓的巨大水壓對於人類是一個巨大的挑戰。深海是一個高壓、漆黑和冰冷的世界,通常的溫度是2℃(在極少數的海域,受地熱的影響,洋底水溫可高達380℃)。但在深海中仍然生活著一些特殊的海洋生物。有的理論認為深海海溝的形成主要原因是因為地殼的劇烈凹陷。

馬裏亞納海溝的形成大約有6000萬年,位於菲律賓東北、馬裏亞納群島附近的太平洋底,屬於太平洋西部洋底一係列海溝的一部分。馬裏亞納海溝呈弧形,全長2550千米,平均寬度為70千米。其中,水深大多在8000米以上。馬裏亞海溝最大的水深在斐查茲海淵,深度為11034米,被譽為地球最深點。

有人做了個形象的比喻,把世界最高峰,珠穆朗瑪峰放在溝底,那麼,峰頂肯定不會露出水麵。對於馬裏亞納海溝的探索是極其困難的,早在1960年1月,就有科學家乘坐“的裏雅斯特”號深海潛水器,第一次成功下潛到馬裏亞納海溝,並做了科學考察。馬裏亞納海溝的底部高達1100個大氣壓的巨大水壓,對於人類來說,是一個極大的挑戰。

在深海,一個高壓、漆黑、冰冷的世界,通常來說,溫度都在2℃,隻有極少數的海域,因為受到地熱的影響,所以,洋底水溫可高達380℃。不過讓科學家們感到不可思議的是,在這樣的深海裏,竟然遊動著一條比目魚和一隻小紅蝦。

有科學家認為,深海海溝的形成與地殼劇烈凹陷有關。