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海底深藏的秘密

时间:2022-02-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:科学家们发现,海底山脉多数是由橄榄岩、玄武岩等火山岩石构成的。科学考察表明,海底地壳下岩浆对流活动时地壳发生裂隙,岩浆沿着这些裂隙喷发到海底表面,造成了纵横数千米的海底高原和海底高地。有专家认为,海底峡谷是由地震引起的海啸侵蚀海底而成的。另一种说法海底峡谷是由河蚀造成的。美国密执安大学的奥温认为,这种海底喷泉,可能与地球气候的变化有着密切联系。
海底深藏的秘密_海洋谜团

大西洋海底风

早在1918年,德国一艘名为“流星号”的海洋考察船,在大西洋进行海底考察时,偶然从回声探测仪上发现,大西洋中部的海底比两边高出许多,由东往西竟是1000千米长的凸起高地。

在这之后的3年中,他们做了几万次探测试验,终于发现那里隐藏着令人难以置信的海底山脉。

后来,通过对大西洋的全面调查,科学家们找到了这条山脉的两极。它始于冰岛,经大西洋中部一直延伸至南极附近,弯弯曲曲长达10000多千米。山脉走向与大西洋的形态一致,也是“S”形,平均宽度在1000千米以上,比两侧洋底平均高出2000米。

它是由一系列平行的山系结合在一起形成的。山脉露出水面的顶峰,组成了一串珍珠般美丽的岛屿,其中包括冰岛、亚速尔群岛、圣赫勒拿岛与特里斯坦一达库尼亚群岛等。

连绵的海底山脉

然而,大西洋海底这座使人难以想象的山脉,却只是全球海底山脉不起眼的一部分。

海洋学家在研究了世界各大洋的探测资料后宣布:世界各大洋底都存在着类似的海底山脉。如果把它们像火车一样一节节地接起来,总长度超过65000千米,可以绕地球一圈半。而且,它们的高度一般不超出相邻洋底1000米至3000米,宽度超过1000千米,总面积相当于亚、欧、非、美洲全部陆地面积之和。

洋底的地形分布也有一定的规律。在各大洋中,都有大致呈南北走向的巨大海底山脉,绵延10000多千米,在洋底东部还有一个大洋中脊。

印度洋中部除存在一条“人”字形的中央海岭外,东部还有一条南北走向的长达6000千米的东印度洋海岭。北冰洋虽然较浅,但在中部也有两条略呈南北走向的海岭。

海底山脉成因

风光绮丽的夏威夷岛,就是太平洋海底山的一部分。它的最高处超出水面4200米,而山根却在水下6000米的深处。也就是说,这座海洋山峰的高度在10000米以上,比珠穆朗玛峰还要高1000多米。

科学家们发现,海底山脉多数是由橄榄岩、玄武岩火山岩石构成的。海底山脉多发育在海底高原和隆起的高地上。这些高原、高地是岩浆喷发时形成的。

科学考察表明,海底地壳下岩浆对流活动时地壳发生裂隙,岩浆沿着这些裂隙喷发到海底表面,造成了纵横数千米的海底高原和海底高地。而在这些高原和高地上又升起一座座海底火山。经过漫长的岁月,火山喷发形成的火山岩,便堆成了今天的海底山脉。

海底峡谷的成因

人们经常会在大洋边缘的大陆架和大陆坡上,发现坡度陡峭、极其壮观的海底峡谷。

有专家认为,海底峡谷是由地震引起的海啸侵蚀海底而成的。可是,在没有海啸的地区也发现有海底峡谷。可见,海啸之说不能用来解释所有海底峡谷的成因。

另一种说法海底峡谷是由河蚀造成的。他们认为这些海底峡谷所在的海底过去曾经是陆地,河流剥蚀出的陆上峡谷,后来由于地壳下沉或海面上升,才被淹没于波涛之下成为海底峡谷。

浊流

1885年,科学家发现,富含泥沙的罗纳河河水,注入清澈的湖水之下,沿湖底顺坡下流。以后科学界把这种高密度的水流称作浊流。

1936年,美国学者德利在阅读一篇描述日内瓦湖浊流现象的文章时,猛然意识到,海底峡谷很可能就是由海底浊流开拓出来的。携带大量泥沙,沿海底斜坡奔腾而下的浊流,应具有强大的侵蚀能力。不过,当时还从未有人观察过海底蚀流现象,所以,人们对这一说法仍然将信将疑。

日本学者观点

日本学者星野通平认为,历史上海平面曾一度比现今低数千米,大陆架和大陆坡那时均是陆地。不过,现代地质学研究表明,全球海平面大起大落幅度达数千米是根本不可能的。

至于某些大陆架、陆坡区地壳大幅度升降的说法,倒是可以接受的。但海底峡谷,也广泛见于地壳运动平静的构造稳定区,所以陆上峡谷被淹没的说法,不能作为海底峡谷的普遍成因。

关于浊流的研究

直至20世纪50年代,海洋地质学界通过深入研究,才得出浊流具有强大的侵蚀能力的结论。

1952年,美国海洋学家希曾等人研究了1929年纽芬兰岸外海底电缆在一昼夜间沿陆坡向下依次折断的事件,判定肇事者正是强大的海底浊流。

希曾等人还根据海底电缆依次折断的时间,推算出这股浊流在坡度最大处流速高达每秒28米,在到达水深6000米的深海平原时,流速仍有每秒4米。自陆坡至深海洋底浊流长驱达数千里之遥。这个理论逐渐被科学家认可。

但也有学者怀疑,海底浊流虽有较强的侵蚀能力,但是那么大的海底峡谷,仅靠浊流能否切割出数百米乃至数千米的深度,仍是一个未知数。

海底为何有浓烟

1979年3月,美国海洋学家巴勒带领一批科学家,对墨西哥西面北纬21度的太平洋进行水下考察时,透过潜艇的舷窗,他们看到了浓雾弥漫下的,一根根高达六七米粗的烟囱般的石柱顶口,喷发出滚滚浓烟。

将温度探测器伸进浓烟中,测得温度竟高达近千度。经过仔细观察,他们发现浓烟原来是一种金属热液喷泉。当遇到寒冷的海水时,便立刻凝结出铜、铁、锌等硫化物,并沉淀在烟囱的周围,堆成小丘。

在这些温度很高的喷口周围,还形成了一种特殊的生存环境,在这里生活着许多贝类、蠕虫类和其他的动物群落。

巴勒等人的发现引起了科学界的极大兴趣。美国密执安大学的奥温认为,这种海底喷泉,可能与地球气候的变化有着密切联系。

奥温在研究了从东太平洋海底获取的沉积物和岩样以后,发现在2000万年至5000万年前的沉积物中,铁的含量为现在的5倍至10倍,钙的含量则为现在的3倍。沉积物中钙、铁等的含量会这样高,奥温认为这可能与海底喷泉活动的增强有关。

海底为何会下潜

1932年,荷兰科学家万宁曼纳兹利用潜水艇测定海沟的重力,发现海沟地带的重力值特别低。这个结果使他迷惑不解,因为根据地块漂浮的地壳均衡原理,重力过小的地壳块体应当向上浮起,而实际上海沟却是如此的幽深。经过一番研究,万宁曼纳兹认为,可能是海沟地区受到地球内部一股十分强大的拉力的作用,所以才有下沉的趋势,从而形成幽深的海沟。

20世纪中叶,人们认识到大洋中脊顶部是新洋壳不断生长的地方。在中脊顶部每年都要长出几厘米宽的新洋底条带,而地球表面面积却并没有逐年增大。

可见,每年必定有等量的洋底地壳在别的什么地方被破坏消失了。

在100千米至200千米厚的坚硬岩石围之下是炽热、柔软的软流圈,在那里不可能发生地震。之所以有中、深源地震,正是坚硬岩石圈板块下插进软流圈中的缘故。

这些中、深地震就发生在尚未软化的下插板块之中。海沟地带两侧板块相互冲撞,从而激起了全球最频繁、最强烈的地震。也正因为洋底板块沿海沟向下沉潜,才造成了如此深的海沟。通过以上分析,可以看出万宁曼纳兹的理论是非常正确的。

日本地球科学家上田诚也等人认为,洋底岩石围密度较大,其下的软流圈密度偏低,所以洋底岩石圈板块易于沉入软流圈中。

俯冲过程中,随着温度、压力升高,岩石圈发生变化,密度还会进一步增大。这就好比桌布下垂的一角浸在一桶水中,变重了的湿桌布可能把整块桌布拉入水桶。

海沟总长度最长的太平洋板块,在全球板块中具有最高的运动速度。上田诚也等人据此认为,海沟处下插板块的下沉拖拉作用,可能是板块运动的重要驱动力。

如果确实如此,洋底板块理应遭受扩张应力作用,而近年来的测量发现,洋底板块内部却是挤压应力占优势。这一事实对于重力下沉的学说是一个有力的驳斥。

另有一些学者提出地幔物质对流作用的观点,认为大洋中脊位于地幔上升流区,海沟则处在下降流区,正是汇聚下沉的地幔流,把洋底板块拉到地幔中去的。这一看法与上述万宁曼纳兹的见解如出一辙。但是,目前我们还缺乏地幔对流的直接证据。也有一些学者强调地幔物质黏度太高,很难发生对流。

海底为何会下潜,至今也没有定论,还有待科学家进一步去探索。

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