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第11章 海底扩张与海洋灾害

1.海底会扩张吗?

海底扩张说来自人们关于地球板块构造的学说。20世纪50年代,地理学家用先进的技术测量了海底世界。

测验结果显示海底有座相当高纵的海洋“山脊”,绵延约83683.6千米,穿过了世界上所有的海洋。从“山脊”的底部不断冒出岩浆,岩浆冷却后在海洋底部形成了一条条蜿蜒起伏的海底山脉,这个过程被称为“海底扩张”。

海底扩张学说,最开始是由美国科学家赫斯和迪茨分别提出的。

海底扩张说认为,高热流的地幔物质沿大洋中脊的裂谷上升,不断形成新洋壳。同时,以大洋脊为界,背道而驰的地幔流带动洋壳逐渐向两侧扩张。地幔流在大洋边缘海沟下沉,带动洋壳潜入地幔,被消化吸收。

大西洋与太平洋的扩张形式不同:大西洋在洋中脊处扩张,大洋两侧与相邻的陆地一起向外漂移,大西洋不断展宽。太平洋底在东部的洋中脊处扩张,在西部的海沟处潜没,潜没的速度比扩张的快,所以大洋在逐步缩小,但洋底却不断更新,古老的太平洋与大西洋的洋底一样年轻。深海钻探的结果证实,海底扩张说的上述观点是成立的。

洋中脊处新洋壳不断形成,两侧离洋中脊越远处洋壳越老,证明了大洋底部在不断扩张和更新。海底扩张说较好地解释了一系列海底地质地球物理现象。

这个理论的确立使大陆漂移说由衰而兴,主张地壳存在大规模水平运动的活动论取得胜利,为板块构造说的建立,奠定了基础。但扩张说在扩张机理方面还存在有待解决的难题。

2.海冰

海冰是指海洋中冻结而成的咸水冰,广义的海冰还包括在海洋中的河冰、冰山等。那露出水面的高高冰山,只是整个冰山的五分之一。那平坦的冰原横卧在海洋上,有的竟长达700多千米。

它们有的从故乡北极或南极漂出,一路上碰撞断裂,最后被温暖的海水融化在一片汪洋里。在它们经常出没的地方,这些从冰雪世界里来的客人常常给船只带来相当大的危险。

在雷达还没有问世的年代里,遇上这些漂浮的冰块,躲避不及就会造成船只失事。1912 年英国的“泰坦尼克”号邮船撞上冰山沉没,1000多人丧生,就是惨剧之一。即使在科学发达的现在,也只能及早发现它们的行踪,远远地避开,让这些冰凉雪白的大家伙自己去待着吧。

那么,海洋里的冰是怎样形成的呢?我们知道海水是又苦又咸的,这是因为海水里溶解着很多盐类。

一般说来大洋里海水盐度平均为3.5%。没有盐分的淡水,当温度下降到0℃时就开始结冰了。因海水含有盐分阻碍着水分子结成冰块,所以0℃时海水还不会结冰。理论上讲它需要更低的温度,要在-2℃时才会结冰。实际上当到达这个温度时,海水却没有结冰。

这是因为海水的热胀冷缩。当温度降低时,海水的体积就会收缩,它的密度就大了一些,密度大的海水自然要下沉,密度小一点的海水,也就是说比较温暖的海水就上升,升上来的海水又需要更低的气温使它冷却。这样不断上下往复着,对流的范围可以从几百米直到几千米。当气温降低到使相当厚的海水能凝结在一起时,海面上就结成了厚厚的一层冰。

当海水结冰的时候,溶解在海水中的绝大部分盐分被排斥在外,少量没有来得及跑掉的盐分被包围在冰块里形成盐泡。所以海水结成的冰都是大大地淡化了。而那些被排除的盐分自然就跑到邻近的海水里去了,这些海水增加了盐分,因而又增加了海水结冰的困难,也就是说,需要更加低的温度才能结成冰。

这样,我们可以看到海水结冰与海水的温度、密度及海水的流动有着密切的关系。

其次,海面上的风、波浪、潮流、海流等诸种因素都会影响海水结冰。因此海水结冰并非易事。但是在南极,海冰仍然给地球戴上了白色的花冠,并且把寒冷的海水和空气送到温暖的低纬度地区,在寒暖流交汇的地区造成一片雨区。

海冰在海洋上扮演着一个相当重要的角色。海冰数量的变化直接影响着地球的气候。若高纬度地区海洋里海冰减少,低纬度的暖流便会北上,使得原来的雨区变得干旱起来,它可以成为“海洋的皮袄”,使海水的蒸发大大减少。

它还可以促使海水上下对流,起保温作用,对生物繁殖十分有利;它把潮汐阻挡,使潮高降低,潮流减慢;它把波浪压低,又拖住海流。

目前,陆地上的淡水越来越难以满足人类的生产和生活的需要了。人们很自然的把目光投向了地球两极,那里有着极为丰富的淡水资源。据估算,一块表面积约为1平方千米的冰山,可供一个十万人口的城市一年的生活用水。如果把冰山化成水,甚至比建造巨大的水库还要经济。

3.赤潮

赤潮是海洋中某一种或某几种浮游生物在一定环境条件下爆发性繁殖或高度聚集,引起海水变色,影响和危害其它海洋生物正常生存以及出现灾害性海洋生态异常现象。

赤潮实际上是一个历史沿用语,它并不一定都是红色,实际上是许多赤潮的统称。赤潮发生的原因、种类和数量的不同,水体会呈现不同的颜色,有红颜色或砖红颜色,也有绿色、黄色、棕色等。

赤潮一般出现在近海岸的海域中,这些地方富含氮、磷、微量元素的有机化合物,适宜赤潮生物生长、繁殖。尤其在水系交换不良的浅滩、海湾和内海。从沿海工业区或城市排出的污水使海水营养化,因此也更容易出现赤潮。

赤潮生物的生存期不长,它们死后要大量消耗海水中的氧气以分解它们的遗体,从而减少了海水中的溶解氧,使海洋中的鱼类等海洋生物因为窒息而死亡。每次赤潮的出现,可能都会造成此类海洋生物大量的死亡。

赤潮的出现也是一种警示,它意味着海水的污染,警告人们不要向海水里大量排放污水,以免破坏海水中的生物资源和海洋生态环境。

4.风暴潮

风暴潮是一种灾害性的自然现象,由于剧烈的大气运动,如热带气旋(台风、飓风)、温带气旋(寒流)等引起的海面异常升高现象。

风暴潮根据风暴的性质,通常分为由台风引起的台风风暴潮和由温带气旋引起的温带风暴潮两大类。

台风风暴潮多见于夏秋季节,其特点是来势猛、速度快、强度大、破坏力强。凡是有台风影响的海洋国家、沿海地区每年均有台风风暴潮的发生。

温带风暴潮多发生于春秋季节,夏季也时有发生,其特点是增水过程比较平缓,增水高度低于台风风暴潮。它主要发生在中纬度沿海地区,以欧洲北海沿岸、美国东海岸以及我国北方海区沿岸为多。

沿海观潮站或河口水位站所记录的海面升降,通常为天文潮、风暴潮、海啸及其他长波震动引起海面变化的综合特征。一般观潮装置已经过滤掉了短周期的海浪波动。

如果风暴潮恰好与天文高潮相叠,再加上风暴潮往往带着狂风恶浪而来,常会使其影响到附近滨海区,潮水暴涨,甚至海浪冲毁海堤海塘,吞噬码头、工厂和村庄,酿成巨大灾难。

5.为什么会发生海啸?

水下地震、火山爆发或水下塌陷和滑坡等激起的巨浪,在涌向海湾内和海港时所形成的破坏性的大浪称为海啸。

海啸发生的原因是多种多样的,其主要原因是:

其一:由于海底地震、火山爆发、大滑坡、大塌陷等地质构造变化而引起的巨浪所造成的灾害我们称为海啸灾害。

破坏性的海啸一般在地震构造运动出现垂直断层,震源深度小于20~50千米,里氏震级大于6.5级的条件下才能发生,由于海水的压缩性很小,如受到地震能量的作用,水体只能以同等规模的波动形式把能量传递出去。

当海啸波进入大陆架浅海,因深度急剧变浅,能量集中,波高会骤然增大,这时可能出现10~20米以上波高的海啸。在滨海区域,海啸波使海水陡涨,犹如水墙,并伴着隆隆巨响,瞬时侵入农田村庄,然后海水又迅速退去,或先退后涨。这样反复多次,造成人们生命财产的巨大损失。

印尼海啸就是由于印尼海底地震,太平洋板块、印度洋板块及欧亚大陆板块等三大板块互相碰撞的结果所造成的海啸波,影响到整个印度洋沿海地区。迄今为止已造成15万人的死亡和数百万人的失去原先美好的家园。

其二:海上的飓风、台风等极端气候也能引发海啸,这种海啸称为风暴海啸,同样能造成人员和财产的损失。

广东沿海地区易发生风暴海啸,主要是地理上的因素:即因为广东省沿海地区有不少漏斗形的海湾地形,汕头的牛田洋与珠江口就是典型的这种地形,这种地形较易加速大气和洋流旋涡的形成,导致风暴海啸的产生。

其三:滨海沿岸的大规模山崩、悬崖滑落也会引发海啸。1702年日本有明海域附近的山崩引发海啸,最大波高达50米以上,造成15000人死亡。

其四:水下核爆炸也会引发海啸,因为水下核爆炸会在瞬间在海洋中突然释放巨大的能量,使海水剧烈振荡而引发海啸。

其规模大小与核爆炸所释放的总能量的大小有直接关系,核爆炸释放的能量越大,引发的海啸也就越大。因此核武器也是引发海啸的最大隐患。但是核爆炸引起的海啸往往是局部的,一般来说影响范围是局部的。

其五:引起最大规模海啸是天体事件。小行星和慧星如果撞击海洋也会引发规模比印尼海啸的能量大几十万倍、几千万倍。如果这种海啸真的发生了,会把沿海的城市一扫而光。据统计,平均一千万年才可能发生一次。所以这类海啸发生率极低。

海啸虽然非常可怕,但是由海底地震引发的海啸是完全可以预报的。只要发生了海底地震就可以进行海啸预报。

海啸来了,我们能做什么?

一、地震是海啸最明显的前兆。如果你感觉到较强的震动,不要靠近海边、江河的入海口。如果听到有关附近地震的报告,要做好防海啸的准备,注意电视和广播新闻。要记住,海啸有时会在地震发生几小时后到达离震源上千千米远的地方。

二、海上船只听到海啸预警后应该避免返回港湾,海啸在海港中造成的落差和湍流非常危险。如果有足够时间,船主应该在海啸到来前把船开到开阔海面。如果没有时间开出海港,所有人都要撤离停泊在海港里的船只。

三、海啸登陆时海水往往明显升高或降低,如果你看到海面后退速度异常快,立刻撤离到内陆地势较高的地方。

四、同时,应该准备一个急救包,里面应该有足够72小时用的药物、饮用水和其他必需品。急救包适用于海啸、地震和其他一切突发灾害。