书城科普读物探索未知-湛蓝浩瀚四大洋
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第1章 太平洋(1)

概述

太平洋位于亚洲、澳大利亚大陆、北美洲、南美洲和南极洲之间。北部为陆地环抱,仅以白令海峡同北冰洋相通。西南界是沿马来半岛经过苏门答腊岛、爪哇岛、帝汶岛、澳大利亚大陆、塔斯马尼亚岛,再大致沿东经146°51′到南极一线与印度洋接连。东以北美洲、南美洲和经火地岛到南设得兰群岛的最短距离的连线与大西洋相接。

太平洋是地球表面最大的大洋,它的面积广达1.79×108平方千米,占地球表面的35%,为大洋总面积的49.5%,比地球陆地总面积约大1/5。太平洋东西最大长度,从巴拿马到克拉地峡为19900千米。南北最大宽度,从白令海峡到南极洲附近的罗斯冰障为15900千米。太平洋的平均深度为4028米。

太平洋水平轮廓近似圆形,它的中心约在莱恩群岛附近。大洋周围的海岸线切割不大,东部海岸线与山脉走向平行,海岸比较平直陡峭,切割较小,较大的海湾有阿拉斯加湾,加利福尼亚湾。南极洲大部分海岸被大陆冰层覆盖,冰舌外突,成为冰障连绵的冰川海岸,主要边缘海有罗斯海。太平洋西部沿岸轮廓十分复杂,海岸外侧为一系列弧形列岛和较大的半岛,把边缘的浅水域和海盆分隔开,形成一系列边缘海。主要边缘海有白令海、鄂霍次克海、日本海、东海、南海、爪哇海、苏拉威西海、班达海、珊瑚海等,海岸线曲折。

太平洋主要的自然地理特征是:(1)是地球表面最大的大洋;(2)海底地形复杂多样,尤其是具有以岛弧-海沟系为代表的明显过渡带;(3)是最温暖的大洋,表层平均水温为19.37℃;(4)具有完整对称的大洋环流;(5)有极其丰富的自然资源。

洋底地形

太平洋洋底地形同大陆一样,有高原、山脉、盆地和平原等。根据大洋底部形态特征,可将太平洋洋底分为四部分,即大陆边缘、过渡带、大洋床和大洋中脊。

一、大陆边缘

大陆边缘亦称大陆水下边缘,包括大陆架、大陆坡和大陆基。太平洋的大陆边缘占太平洋总面积的10.2%,其中大陆架5.5%,大陆坡3%,大陆基1.7%。

大陆架大陆架是大洋低潮线至大陆坡上缘的边缘海地带。它的深度一般不超过200米,平均深度130米左右,个别地区深度也有大于500米或小于130米的。大陆架的地形比较平坦,90%以上的面积由大陆台地的淹没平原组成。地质构造上是大陆型地壳,是大陆直接延续的浅水海底部分。大陆架坡度一般不超过1°~2°,平均宽度为75千米。太平洋西部沿岸大陆架宽广,如白令海北部、黄海的全部都是大陆架(东西宽750千米)。太平洋东部大陆架狭窄,如北美洲的加利福尼亚岸外南部大陆架宽20千米,南美洲西岸外大陆架最宽才70千米。大陆架形态很不规则。

大陆坡大陆架外沿、表面坡度较陡、深度一般在200~2500米的狭窄海底地带,叫做大陆坡。大陆坡的平均倾斜角为4°~7°,有时为15°~26°,个别地段甚至达40°~50°。它一般具有阶梯状剖面,坡面地貌由台阶、陡坎、高地、洼地、峡谷和山脉等组成,其中横剖面呈V形的海底峡谷分布相当广泛,下切很深(可达2000米),长可达数百公里。太平洋大陆坡较窄,平均宽度只有20~40千米。东太平洋海岸附近大陆坡水下断崖,由阿拉斯加湾至加利福尼亚延伸4800千米,这个水下台阶高达3000米。加利福尼亚南部大陆坡是堆积型大陆坡,由一些巨大的堆积盆地组成。

大陆基大陆基是延伸于大陆坡的坡麓和大洋床之间的地貌单元,呈几百公里宽的带状。在大多数情况下,大陆基地貌为倾斜平原,大陆基的堆积物呈扇形分布,它一部分覆盖在大陆坡的基部,一部分覆盖在大洋床上。坡度约1/100~1/700。海沟发育的太平洋基本上没有这一单元,大陆基仅占太平洋洋底面积的1.7%。

二、过渡带

过渡带包括岛弧、海沟和边缘海盆。它是位于大陆和大洋之间的过渡地区,同时也处在大陆型地壳向大洋型地壳的过渡地区,属地槽型地壳。太平洋过渡带分布范围广泛,占洋底面积13.5%,特征突出。

岛弧和海沟岛弧和海沟伴生,是太平洋洋底地形最典型的特征岛弧和海沟是大洋板块向大陆板块之下俯冲造成的,一边是大陆地壳受挤压上拱,隆起成为岛弧,另一边则凹下形成海沟。海沟是狭窄的洼地,巨大的拗陷地带。宽度一般在几十到一百多公里,长度从100~200千米至2000~3000千米,横剖面一般呈不对称的V形,与大洋床相连,深度一般在6000米以上,向岛弧(大陆)的一面坡陡,向大洋的一面坡缓,同时斜坡上部较和缓,下部陡峻,斜坡呈阶梯状。太平洋海沟众多,其中超过6000米的海沟有24条,世界大洋超过万米的6个海沟全在太平洋,马里亚纳海沟是世界大洋的最深点,深度达11521米。

岛弧通常是沿海沟内侧延伸的巨大山脉或山系,它们可分为弧形结构和非弧形结构两种,岛弧常与同名称的海沟组成岛弧-海沟系,主要分布于太平洋西部,从北向南包括:阿留申群岛、千岛群岛、日本群岛、琉球群岛、菲律宾群岛等,延伸长达9500千米。在太平洋东部,海沟与相当于岛弧的海底山脉伴生,且岛弧山脉多与大陆结合成一体,缺少如西太平洋边缘那样的弧后盆地。

在岛弧与大陆之间或岛弧与岛弧之间的海域,称为边缘海。边缘海中的深海盆地,叫边缘盆地也叫边缘海盆(又称边缘深海盆,边缘深水盆地或边缘深海盆地等)。它们的深度达几千米,比相邻大洋部分深度略浅。板块学说认为,边缘海盆的形成与岛弧-海沟系有密切联系。由于大洋板块沿海沟向岛弧一侧向下俯冲,导致岛弧后地区拉裂扩张,形成海盆,所以有人也把边缘海盆称为弧后盆地和岛弧型小洋盆。它们主要分布在西太平洋,如日本海盆、苏拉威西海盆、菲律宾海盆、珊瑚海盆和塔斯曼海盆等。

三、大洋中脊

大洋中脊又称洋(海)脊或洋(海)隆等,是海底扩张地带,属裂谷带型地壳。太平洋大洋中脊占太平洋底部总面积的11%,主要由东太平洋洋脊和南太平洋洋脊组成。它从阿留申海盐开始,经阿拉斯加湾、加利福尼亚湾,穿过科隆群岛(加拉帕戈斯群岛)东西向中脊,再与东太平洋洋脊、南太平洋洋脊相连,最后,向西与印度洋大洋中脊系统相接。太平洋大洋中脊有以下特点:

(1)大洋中脊,在加拿大的太平洋海岸与温哥华岛岸外以南部分,可能被向西运动的北美大陆所侵犯而中断。

(2)大洋中脊高度较低,而且愈北愈低,到阿留申海盆附近几乎和海盆相关于马里亚纳海沟深度,有不同的数字,大洋中脊的中、南段称东太平洋洋脊,它是一条巨大而坡度平缓的洋底山脉,由加利福尼亚半岛延伸到60°S,然后折向与印度洋的卡斯伯格海隆相连。洋脊长15000千米,宽约2000~4000千米,高出洋底2000~3000米,为太平洋中脊的典型代表。

(3)大洋中脊被一系列与纬度大体平行的断裂带所切割,将中脊自北向南分成许多小段。这些断裂带有门多西诺断裂带、默里断裂带、莫洛凯断裂带、克利帕顿断裂带、查林杰断裂带等,它们横向延伸数千公里,使东太平洋洋底呈现以洋脊为基础、横向断裂广布的洋底地貌景观。

四、大洋床

大洋床又称大洋底,大洋盆地,或简称洋床,洋底,洋(海)盆。其面积约占整个世界大洋的一半。它的一侧与大洋中脊平缓的坡麓相接,另一侧与海沟或大陆基相邻,地质构造上是大洋型地壳。大洋床的轮廓受控于大洋中脊的分布格局。太平洋大洋床占太平洋底部总面积的65.4%。

大洋盆地因为东太平洋洋脊偏于东部,所以洋脊以西的太平洋可看做一个大洋盆。洋脊东的大洋盆面积很小。大洋床上一系列高大的海底山脉,与大洋中脊一起把大洋床分割为一个个的海盆,如西北太平洋海盆、东北太平洋海盆、中太平洋海盆、西马里亚纳海盆、南太平洋海盆、秘鲁海盆等,其中东北太平洋海盆和南太平洋海盆面积最大。太平洋海盆底部主要地形类型是深海丘陵。深海平坦面仅分布在东北太平洋海盆。

东北太平洋海盆西临太平洋中部海底山脉,南界是阿莫土和东太平洋洋脊,北界和东界是北美大陆水下边缘。东北太平洋海盆的盆底广泛发育着纬向断裂带。这些断裂带将东北太平洋海盆底部分割为几个深度不同的台阶。海盆最深点在夏威夷群岛附近的夏威夷凹陷,最大深度为6830米,其他深点也分布在断裂带附近。

南太平洋海盆位于汤加岛、克马德克群岛和新西兰以东;东与东太平洋洋脊相接;南接南太平洋洋脊。海底地形与东北太平洋海盆甚为相似,深度在5500米左右,最深处近6000米。

此外,中太平洋海盆位于太平洋中部,平均深度约5800米,最深可达6900米;菲律宾海盆位于菲律宾群岛之东,盆底有海底山脉和大型高地分布,海盆沿北西方向有大断裂带横穿,沿断裂带有海沟存在。西北太平洋海盆位于太平洋西北部,深度大致在6000米,最深点达到6500米。秘鲁-智利海盆在东太平洋洋脊以东,有少数海底岭丘分布其中,海盆一般深4000~5000米。

海底山脉纵贯太平洋中部的海底山脉也是太平洋洋底最雄伟的地貌之一。它北起堪察加半岛,经埃姆珀勒海山、夏威夷群岛、莱恩群岛至土阿莫土群岛,长达万余公里。海底山脉为一系列海底火山群。它们是太平洋板块受力作用,在近期玄武岩基底上发生大断裂,大量玄武岩流沿断裂喷出形成的;其与西太平洋岛弧内侧以安山岩为代表的火山弧有本质的区别。海底山脉形成之后,在地貌上将太平洋洋底分为东西两部分。

东太平洋洋底,除大洋中脊和断裂带外,还有大面积的水下高原、特殊的山群和断块山,如阿尔巴特罗斯和阿拉斯加高原,智利海底山群和加利福尼亚断块山。西太平洋洋底是一片密集的海底山群。这些海山有的在深海中,有的露出海面成为岛屿,它们多为橄榄岩、玄武岩构成的死火山,高度超过千米的约有一万个。少数火山现仍有活动,如马里亚纳群岛北部的海底山脉,就有几座活火山仍在喷发。此外,在南太平洋海下有一些平顶山。它们原来是一些海底火山;海底火山喷发露出海面成为岛屿;岛屿四周岩壁被激浪冲击侵蚀,顶部成为平台;后经地壳下沉,形成海底平顶山。这种顶部平坦的山群,在南太平洋洋底构成了一种特殊的地貌景观。

根据大洋底地质构造与地形起伏不同,太平洋洋底具有以下特点:

(1)太平洋洋底由太平洋板块构成。板块由玄武岩、橄榄岩组成,其上有沉积岩层。它的形成是地幔中熔融状态的超基性和基性物质沿大洋中脊上升、涌出,冷却、凝固成新的大洋地壳,使洋底不断更新,并以一定速度向外扩张。据测,太平洋洋底扩张速度最快者为东太平洋洋脊中部,它每年以16厘米的速率向两侧作水平运动,约需1亿年时间即可将太平洋洋底更新一次。因此,今天太平洋洋底找不到超过2亿年的古地层。

(2)大洋中部有一条南北向的海底山脉。它是一列断裂作用形成的火山群。它把洋底分为东西两部。东部是一片辽阔的海底高原和深海盆地;西部是一片密集的海底山脉和山峰。地势起伏很大。世界上最高的海底山就在汤加海沟附近。

(3)深水海盆与深海高原的边缘地带是大陆板块和洋底板块相互碰撞地带。这里地壳运动激烈,常形成岛弧和海沟伴生的地质地貌特色,环绕大洋周围。岛弧-海沟集中地带是地震火山活动频繁地区。

(4)太平洋中、西部是世界上岛屿最多的水域。岛屿总面积约4.4×106平方千米,约占世界岛屿总面积45%。东部除邻近大陆的温哥华岛、科隆群岛外,其他岛屿既少又小。根据构造,太平洋岛屿可分为大陆岛、火山岛和珊瑚岛。

气候与洋流

一、气候特征

太平洋跨有从极地至赤道的多种气候带,其中3/5洋面处于低纬地带,使太平洋具有以热带、亚热带为主的海洋性气候。

与陆地表面相比,海洋表面是均一的。地球表面理想的气压和风带在太平洋上表现得很明显。如副热带高压带的向赤道侧终年吹东北信风(北半球)和东南信风(南半球)。副热带高压带的向极侧为盛行西风带。在南太平洋,西风带因与印度洋连成一片,风力较大,称为“咆哮西风带”。北半球的这种风系在太平洋西北部冬季因受亚洲大陆干冷陆风和夏季来自海洋的湿润海风的扰乱,形成明显的季风气候。太平洋东岸,由于西风带和信风带影响,形成不同的气候。在西风带范围的沿岸形成温和湿润的海洋性气候,而在信风带则天气晴朗,东风吹拂洋面,降雨量少。

在太平洋热带水域上空常有热带气旋发生。太平洋上热带气旋源地,绝大多数集中在南、北纬5°~20°范围内。

分布西南太平洋热带气旋源地,在澳大利亚东面比较偏南,可达25°S。西南太平洋上热带气旋出现在11月至次年4月,最多是12月至次年3月;东北太平洋上热带气旋出现在5~11月,最多是7~9月;西北太平洋上热带气旋一年四季都可出现,最多时间是夏、秋季节。热带气旋在移行过程中伴有狂风骤雨、巨浪大潮,对热带海洋沿海地区影响很大。

太平洋气温分布亦符合全球的纬向地带性规律,气温随纬度增高而降低。赤道附近水域,10°内的大部分洋面全年各月均温在26℃以上,但其东部由于寒流的影响而气温略低。随着太阳入射角的季节变化,高温区亦相应地变化,冬季(北半球)偏于赤道以南,夏季位于赤道以北。赤道以南的南太平洋洋面气温随纬度增加而递减,但南美大陆沿海,由于强大的秘鲁寒流的影响,气温常年比同纬度水域低。赤道水域以北的北太平洋,气温分布比南太平洋具有明显的季节变化。洋面气温、年较差在西北太平洋千岛寒流和日本暖流交汇处,差值可达南纬22℃。洋面温差以赤道区为最小,年温差多在2℃以下,大洋中部甚至不足1℃。

太平洋海域年平均降水量一般为1000~2000毫米。最大降水量分布在加罗林群岛东南部、美拉尼西亚北部,雨量多在3000~5000毫米。许多较高的岛屿受地形影响,向风侧和背风侧雨量相差很大,如夏威夷群岛中的考爱岛,在高1500米的向风侧雨量达12090毫米,是太平洋上降雨最多地区。秘鲁南部和智利北部沿海,科隆群岛附近,雨量不足100毫米,为太平洋降水最少水域。北太平洋雨季为7~10月。南北纬40°以上水域多海雾,其中以白令海、鄂霍次克海、日本海为最甚。

二、洋流及其特征