书城科普读物认识海洋系列丛书:掀开大洋的盖头来
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第15章 海洋的另一个地面(1)

如果将海水抽干的话

如果将海水全部抽干,大西洋、太平洋等海底究竟会是什么样子呢?会不会也像陆地上有平原、有山谷呢?

那么,我们又如何来研究海底的地形呢?海底又有多深呢?

在测量海深时使用超声波。观测船一边在海面航行,一边向海底发射超声波,然后从接收到海底反射超声波所需的时间来计算水深。

20世纪50年代世界各国的观测船在全世界的海洋进行观测后,整理得出的水深数据经电脑处理后描绘出的海底地形图,基本上再现了海底的地貌。

如图所示,海底有山谷,也有平原。当然这些地形的景观与地球完全不同。如果有一天地球上的海水真的不见了,我们一定会以为眼前的景观是另一个行星。

海底的地形比陆地的地形规则得多。

有的峡谷蜿蜒几千千米长,有的一条线上并排着几十座富士山似的火山。海底的火山比想象中多。事实上80%的火山运动都在海底发生。图中太平洋底的小突起物是比高(比高是从海底开始的高度)5,000米级的火山。

为什么海底的地形会如此规则?这是因为板块构造运动直接地反映在地形上。

在两大板块的交界处,即中央海岭处,由于板块分离而造成的峡谷和断层有规则地交叉排列。

由海洋板块运动而形成的规则几何形地形以及无数的火山,这就是深海的地形。这同时证明,深海海底也是活动的。

板块构造

地球的表面称为“地壳”,由厚达数十千米到两三百千米的坚硬的岩石层构成。

地壳分为14块,在地球表面向不同的方向运动。这些独立的移动地壳被称为“板块”。

地壳下面是可以缓慢变形的地幔层,板块就在地幔层上部运动。

板块的移动速度约为每年1~10厘米,正好和手指甲的生长速度相同。虽然速度非常慢,但是经过几百万年,几千万年,就可能移动几千千米。

下图是现在板块移动速度的等值线示意图。地球是一个球体,所以板块的运动也呈旋转运动,距离旋转中心越远就旋转得越快。

格陵兰的冰盖板块之间的交界处并非就一定是海洋与大陆的交界处。这一点也许不是很好理解。如图所示,在西太平洋大陆和海洋的交界处基本就是板块的交界处,但在大西洋两者则不一致。

西太平洋板块的边界是“海沟”。海沟是海洋板块同大陆板块撞击后,在引发地震的同时,向地球内部下陷而形成的。

而大西洋的海沟并非海陆的交界处。海洋板块和大陆板块连成一体,向同一方向运动。

从图中可以看出,有陆地的板块的运动速度小于无陆地的板块(如太平洋板块)的运动速度。

板块的陆地部分厚为200~300千米,而海洋部分小于100千米。可能是因为厚重的大陆部分陷入地幔,才导致速度减慢。

仔细观察上图,我们会发现大西洋中板块的边界在海洋的中央。在此板块同板块渐渐分离,形成了中央海岭这个海底大山脉。

中央海岭地区由于地球内部高温,火山运动活跃。火山喷发、地震、断层运动等地球活动大多发生在板块边缘处,而板块边缘的90%在海底,所以我们要研究地球活动,就必须更多地了解海底。

大洋的形成和大陆的移动

大陆以每年几厘米的速度移动着。在运动了几千万年乃至1亿多年后便形成了大西洋和印度洋这些大洋。

事实上,现在大西洋仍以每年3厘米左右的速度,印度洋以每年4~7厘米的速度不断地增加着宽度。

现在地球表面存在着非洲大陆、南北美大陆、欧亚大陆等多个大陆,也存在着太平洋、大西洋、印度洋等多个大洋,地形丰富。在2亿年前地球上只有一大块大陆和一大片大洋存在。

2亿年前的大陆就像现在所有的大陆合起来那么大,称为“泛大陆”。

泛大陆约占地球表面积的1/3,剩下的2/3是被称为“泛大洋”的海洋。

泛大陆在1.8亿年前开始分裂。

经过1亿多年的分裂,泛大陆终于分裂成现在的7个大陆并在分裂中形成了大西洋和印度洋。

南北美大陆和欧洲、非洲大陆的分离形成了大西洋,南极大陆和非洲、印度、澳大利亚大陆的分离形成了印度洋。

太平洋则并非由大陆分裂造成的,是2亿年前的泛大洋缩小后形成的。

由此可见,太平洋、大西洋、印度洋的形成过程是不同的。太平洋的面积每年都在减少。而它减少的面积恰好等于大西洋、印度洋每年增加的面积。

地球表面的大陆在不停地移动,生成新的大海。关于海洋的缩小和扩大的详细情况我们今后再说明。

太平洋的海底

太平洋是地球上最大的海洋。从地球仪的南太平洋侧面观察地球,你会以为整个地球只有海洋。

太平洋海底多由海沟围着,这些海沟的深度一般为7,000~8,000米。在日本南方的关岛附近的马里亚纳海沟则深达9,000米,有的地方甚至达到了11,000米。

最深的这部分叫做“挑战者海渊”。上节说明过,太平洋海底就是通过这些海沟陷入地球内部的。

在西太平洋里有许多海山。这个地域是地球上最大的海山密集地带。这些山每座都超过5,000米,比富士山高出很多。

海山一般由海底的火山活动形成。西太平洋的海山却多为死火山。西太平洋的海山群形成于白垩纪(约1亿年前)的东南太平洋,经板块移动横渡了太平洋。

马里亚纳海沟

自东南太平洋向西太平洋的海山连绵不断。这表明东南太平洋处形成的海山向西北不停地移动着。东南太平洋处形成的海山每年约移动10厘米,到达日本附近就用31.5亿年。

在海山不断形成的东南太平洋有一座中央海岭,它的扩大速度最快。

在此板块每年分离16厘米,然后火山活动会生成新的海底。火山形成的海底为玄武岩层。太平洋洋底几乎都是由中央海岭形成的。

日本海沟和新西兰东边的海底就是这样。海底广大而平坦的地形称为“深海平原”。

新西兰东边的深海平原可能是世界上最大的平原。它的水深约5,500米,在它上面沉积着约1,000米的沉积物。

这些沉积物的形成约用了几千万到1亿年。沉积的速度非常慢,每1,000年才几毫米,成分多为浮游生物的尸骸和宇宙尘。

印度洋的海底

印度洋对于日本人来说可能比较陌生。其实印度洋形成的历史对亚洲有着重大的影响。

在印度洋形成的同时印度大陆向北移动和欧亚大陆相碰,形成喜马拉雅山脉,也使亚洲定形。日本现在的气候也受喜马拉雅山脉的影响。

印度洋风光

印度洋海底最大的特征是它的中央有3个中央海岭汇集在一点。3个板块(非洲板块、澳大利亚板块、南极板块)在此交汇。这种三重交点地球上共有7处,印度洋中的这个最具代表性。从这个交汇点开始向3个方向的海底不断地生成,所以也可以说印度洋的海底是由这个交点产生的。

印度洋海底的另一个特征是它的向南北延伸的两条海岭。东侧直线状的海岭总长超过4,000千米,相对高度4,000米,宽3,000千米,几乎和日本诸岛一样。这条海岭大致沿东经90°线呈南北向延伸,被称为“东经90°海岭”,是除中央海岭外地球上最大的海岭。

印度洋也有海沟。沿着苏门答腊岛和爪哇岛的爪哇海沟总长5,000千米,是世界上最大的海沟。在此澳大利亚板块向北陷入。

在印度大陆还未撞击欧亚大陆之前(约4,500万年前),爪哇海沟曾贯穿喜马拉雅,一直延伸到阿拉伯地区。现在的爪哇海沟不过是过去巨大的海沟的一部分而已。

印度洋东侧孟加拉湾的海底全部被“孟加拉扇形地”覆盖。孟加拉扇形地是由喜马拉雅山的大量的泥沙沉积而成的,是世界上最大的沉积体,约有15千米厚。

大西洋的海底

大西洋海底地形要比印度洋和太平洋简单得多。大西洋中心的“大西洋中央海岭”北起北冰洋,南至南极海,贯穿大西洋,是世界上规模最大的山脉。

中央海岭山顶的水深约2500米,山顶东西两侧的水深逐渐增加,最深达到6,000米。

中央海岭的形状规模虽和陆地上的山脉很相近,但是它们的构造却不相同。

中央海岭是海底火山活动的地方。新生的海底向东、西移动,所以离中央海岭越远的海底年龄越古老。

大西洋最古老的海底在两侧的大陆附近,年龄约在1亿岁到1.8亿岁。大西洋底不存在巨大的海沟,所以1.8亿年前超大陆分裂时形成的海底并不会沉入地球内部,全部留在海底。大西洋的中央海岭每年约有3厘米的新海底生成,致使大西洋面积不断扩大。

大西洋中的海山和海底高原也没有太平洋和印度洋多,仅有的几座海山全是热点火山活动形成的。

其中最大的是北大西洋的冰岛海底高原和南大西洋的沃尔维斯海岭,都是冰岛热点和特里斯林热点(海底热泉)活动形成的。