书城科普读物探索未知-湛蓝浩瀚四大洋
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第4章 大西洋(1)

概述

大西洋位于南、北美洲与欧洲、非洲之间,南接南极洲,还通过它的属海地中海和黑海与亚洲相濒临。它以通过非洲南端厄加勒斯角的经线和南美洲南端的合恩角的经线分别与印度洋、太平洋为界。北部从斯堪的纳维亚半岛北端的诺尔辰角,经西斯匹次卑尔根岛的南角到冰岛,横过丹麦海峡到格陵兰岛南端的费尔韦尔角,沿戴维斯海峡南边,最后达拉布拉多半岛的伯韦尔港。

大西洋面积约9.43×107平方千米,约为太平洋面积的一半,是世界第二大洋。平均深度3626米。

大西洋南部海岸线比较平直,内海、海湾较少,而北部海岸线相当曲折,加上众多的岛屿和半岛穿插其间,所以形成很多内海和海湾。较大的内海、边缘海和海湾有地中海、黑海、比斯开湾、北海、波罗的海、挪威海、墨西哥湾、加勒比海、斯科特海和几内亚湾。大西洋著名的海峡有英吉利海峡、多佛尔海峡(加来海峡)、直布罗陀海峡、博斯普鲁斯海峡、达达尼尔海峡,以及进出波罗的海的卡特加特海峡、厄勒海峡和大、小贝耳特海峡等。大西洋中主要的岛屿和群岛有大不列颠岛、爱尔兰岛、冰岛、纽芬兰岛、大安的列斯群岛、小安的列斯群岛、巴哈马群岛、百慕大群岛、亚速尔群岛、加那利群岛、佛得角群岛、马尔维纳斯群岛(福克兰群岛)、南安的列斯群岛(包括南乔治亚岛、南桑德维奇群岛、南奥克尼群岛)、布维岛以及地中海中一些岛屿。

大西洋的自然地理特征如下:

(1)具有东西狭窄,南北伸延,略呈“秒”状的水平轮廓;北大西洋海岸线曲折复杂,多海湾岛屿;南大西洋海岸线平直简单,海湾岛屿较少。

(2)大西洋的中部有一顺应其走向的非常突出的大西洋海岭,典型的大洋中脊纵贯。

(3)大陆架所占面积辽阔,达大西洋总面积的9.32%,其比率远比太平洋和印度洋为大。

(4)在气候类型上,南、北大西洋具有明显的对称性,但北大西洋的气温普遍高于相同纬度的南大西洋。

(5)墨西哥湾暖流、北大西洋暖流是世界上最强大的暖流,它对北大西洋本身及其相邻的大陆都有极大的影响。

洋底地形

大西洋洋底地形最引人注目的特征,是其中部有一条长约15000千米的大西洋海岭(大洋中脊)。

海岭宽度一般1500~2000千米,约占整个大西洋宽度的1/3。海岭脊部一般距海面2500~3000米,个别高突部分露出水面,形成岛屿,如冰岛、亚速尔群岛、阿森松岛和布维岛等。大西洋海岭系由一系列平行岭脊组成,岭脊的高度从中轴向两侧逐级低降,岭脊之间相距12~32千米。大西洋中脊的中轴裂谷宽度为30~40千米,而裂谷底部宽度还不到3千米,据法国和美国的科学家运用探潜器潜入亚速尔群岛西南的中脊裂谷区发现:许多张性裂隙,仅目力所及,裂隙的深和宽都有超过20米的,断距可达数百米的正断层。这些裂隙和正断层均与裂谷延伸的方向一致;沿着裂谷轴线散布着一系列盾状或锥状的小火山丘;各种奇特的熔岩,有的像薄板,有的像管子,有的像团团棉纱,有的很像刚挤出的牙膏;从裂谷底部采集的岩石,通过鉴定,有的还不到一万年。大西洋中脊被无数横向断裂带切断并错开,这些与中脊走向近于垂直的断裂带(转换断层)在地貌上表现为深切的线状槽沟。切断大西洋中脊著名的断裂带有查理·吉伯斯断裂带、大西洋断裂带、凯恩断裂带、罗曼奇断裂带和阿森松断裂带等,位于赤道附近的罗曼奇断裂带,水深达7864米,为沟通东、西大洋底流的重要通道。由于此断裂带的巨大断错,大西洋中脊在此错开1000千米以上的距离。整个大西洋海岭由此分为北大西洋海岭和南大西洋海岭。

大西洋各海盆之间,常被一些海底山脉或高地所分开。这些山脉或高地,多是构造活动微弱、很少地震发生的部分,多数学者认为,它们属于大陆分离下沉区域。如挪威海与格陵兰海之间的杨马延海岭、不列颠群岛西北的罗卡尔海底高地、巴西海盆与阿根廷海盆之间的里乌-格兰德海底这些海岭或高地多具长条状,一般高出附近深海底2000米左右,它们的平均深度多在2000~3000米。

大西洋中的大陆架总面积为9.34×106平方千米,比太平洋大陆架面积略小,而超过印度洋大陆架面积一倍以上。如果与本大洋总面积相比,则其比率比太平洋、印度洋都大。在不列颠群岛周围,北海和挪威海域是世界上宽阔的大陆架区域之一,最宽部分达1000千米以上。从马尔维纳斯群岛(福克兰群岛)附近到南美大陆海岸的大陆架的宽度也近1000千米。沿北美大陆东岸的大陆架一般宽度为110~320千米,沿非洲大陆海岸的大陆架最窄,一般不超过100千米。大西洋的大陆架一般都较浅,深度大部分在100米左右,只有个别部分超过150米。

连接大陆架向深海陡倾的大陆坡,在大西洋中比较突出。沿欧、非一侧的大陆坡比较陡峻,其坡度多超过5°,宽度一般只20~30千米;在美洲一侧的大陆坡一般坡度较缓,常在3°以下,但宽度较大,一般可达50~80千米,甚至超过90千米,如墨西哥湾海盆西缘、拉布拉多半岛东南以及阿根廷东侧等地区,就是明显的例子。另外还需指出,像墨西哥湾海盆的西缘和阿根廷东侧的大陆坡,因构造作用,在地貌上表现为阶梯状下降。

在大西洋中,大陆坡与海盆之间,有些地方常有大陆隆(大陆基或大陆据)分布。大陆隆的坡度远比大陆坡为小。大西洋中多数大陆隆是因大陆坡崩塌或浊流携带的碎屑物质堆积而成,但也有的大陆隆有花岗岩体楔入其中,是大陆地壳伸入到大洋地壳中的反映。大西洋中较大的大陆隆有沃林格隆、格陵兰-冰岛隆、冰岛-法罗隆、布莱克隆和马尔维纳斯隆。格陵兰-冰岛隆和冰岛-法罗隆范围较广,但深度不大,一般只600米左右,布莱克隆与佛罗里达东侧大陆架之间,为海底峡谷所分隔,大陆隆的深度在700~1000米。布莱克隆的近表层发现有白垩系上部的浅水相沉积物,说明它是由白垩纪以后才分异下沉的。布莱克隆的东侧为一断层陡崖;马尔维纳斯隆从大陆架向东延展,宽达1800千米,水深在1000米左右,深处可达2000~3000米。马尔维纳斯隆由典型的大陆地壳组成,有泥盆系、二叠系和三叠系的岩层分布。在大西洋沿岸还有不少海底峡谷和水下深海扇。格陵兰与拉布拉多之间有一条世界上最长的海底峡谷,叫做中大西洋海底峡谷,它北起戴维斯海峡北部(北极圈附近),向东南行,绕过纽芬兰岛外侧的大陆坡,然后转向西南,直达北纬40°附近的索姆深海平原。中大西洋海底峡谷的特征是底平坡陡,其成因可能与过去冰川活动有关。由圣劳伦斯河口开始的海底峡谷,向东南穿过宽阔的大陆架,一直延伸到大陆坡脚,形成巨大的圣劳伦斯河水下冲积锥。从欧洲流入北海的易北河,威悉河和莱茵河,各自都有水下溺谷,在北海海底向北延伸汇合后,继续向西北伸延,最后直抵挪威海盆。非洲最明显的有刚果河海底峡谷,长230千米,它在大陆架上切割极深,达600~700米,刚果河海底峡谷进入安哥拉海盆后,形成树枝状的巨大的水下深海扇。此外,在尼日尔河和亚马孙河外都有较大的水下冲积锥。在大西洋洋底地貌部分,还需提到岛弧带与深海沟的特点。首先,海岭等构造上属大陆壳性质,很少有地震火山活动。地貌特征上多呈长条状隆起。有的学者称这一类海岭和海底高地为微大陆,它与大洋中脊海龄不同。

小安的列斯群岛为一双重岛弧,岛弧北侧的波多黎各海沟,长1550千米,平均宽120千米,海沟最深处达9218米,它是大西洋的最深处。南美南端与南极洲的南极半岛之间,向东伸出一条巨臂般的南安的列斯岛弧(岛弧由南乔治亚岛、南桑德维奇群岛和南奥克尼群岛等组成),围绕岛弧东缘的南桑德维奇海沟长约960千米,最深处达8428米。

大西洋洋底是各大洋底研究得最充分的部分,特别是近30年来,科学家们应用回声测深仪、旁侧声纳、海底照相、海底电视、海底钻探,以至用探潜器观测大西洋洋底的情况,在现代技术中还广泛地使用地磁场、地震波折射等多种地球物理方法,对大西洋洋底作探测。观测中发现,在中脊裂谷和破裂带,有众多的浅源地震发生,这说明在不大的深度内,频繁地发生着构造活动。在中脊裂谷带,还测出有很高的热流值,表明高温地幔物质在裂谷带上涌出露。磁异常曲线的变化,则反映出熔岩居里点温度所在的深度。熔岩温度降低通过居里点时凝固成岩石,并受当时地球磁场的作用,开始具有与地磁场方向一致的磁性。地震波折射的结果也为研究大西洋中脊地区的地壳结构提供重要资料:在大西洋中脊两翼地区,地震波的传播速度还正常(6.0千米/秒~6.9千米/秒),地层的厚度也是正常的,而在脊峰附近地震波的传播速度却偏低很多(4.0千米/秒~5.5千米/秒),且上部的沉积变薄,下面的莫霍面缺乏,或由震速为7.3千米/秒~7.4千米/秒的过渡层所替代。

从以上大西洋海底地貌特征和地球物理现象,再一次证实了大西洋中脊裂谷区是由于两侧洋底的离开,使它受到张力而下沉的狭窄地带;或者中央裂谷就是地壳最薄弱的地方,在这里地幔物质上涌,使地壳发生破裂并产生新的地壳。随着新地壳在中央裂谷带的不断增生,就把先前形成的地壳向外侧推挤,使现代大西洋逐步扩张和形成。

海底扩张和板块构造说认为,在加里东和海西运动时期,由于古北美和古欧洲的愈合,使古大西洋在两亿多年前就从大到小,最后闭合消失了。中生代以前,大西洋尚未扩张,在约一亿五千万年前的侏罗纪,北美大陆与欧洲、非洲开始分离,而南美与非洲的裂开则比前者晚些,约始于一亿二千万年前的白垩纪,大致直到六千五百万年的第三纪初,南大西洋仍属浅海或边缘海,进入第三纪后,南大西洋才大规模地扩张。

气候与洋流

大西洋的气候与太平洋的气候有些类似,但有些特征相当突出。

(1)南、北大西洋气候类型具有明显的对称性;(2)北大西洋的气温比南大西洋气温高,尤其在高纬度区更加明显;(3)大洋东、西两侧的气温和降水有较大的差异;(4)除南大西洋高纬度区外,气温年变幅都较小。

大西洋的气温在赤道地区终年为25℃~26℃,在几内亚湾常为27℃。在南、北纬20°附近,最高温月(北半球在8月,南半球在2月)为25℃左右,最低温月(北半球为2月,南半球为8月)为20℃左右;在南、北纬40°附近,最高温月,前者仅15℃,而后者则为20℃;最低温月,前者只10℃,后者为13℃左右;在南、北纬60°附近,最高温月,前者只有0℃,而后者还高达10℃~12℃,最低温月,前者已下降到-10℃左右,而后者则在0℃以上。由此可知,在高于南、北纬20°以上的纬度范围内,通常北半球比南半球同纬度气温要高5℃~10℃,这一现象的产生主要在于世界最强大的暖流——墨西哥湾流和北大西洋暖流的作用。

在大西洋的东、西两侧的气温也有显著的差异。

大西洋上降水量的主要特征是:赤道地区最多,年降水总量在1500~2000毫米;在南、北纬35°~60°之间,一般年降水量在1000~1500毫米,为次多雨区;大致介于南、北纬15°~35°之间,年降水量500~1000毫米,为中雨区,但在此纬区的东部海域因受高压中心,离陆信风和寒流的共同影响,年降水量只100~250毫米,为少雨区。在南纬60°以南的高纬度海域降水也很少,一般只有100~250毫米。但是,在北纬60°以北的大西洋海域包括整个挪威海在内,年降水量仍在1000毫米左右。这里降水量较大,与极锋、温带气旋和强大的北大西洋暖流在此范围内的活动有关。

大西洋气温和降水的分布特点,是与太阳辐射、大气环流、洋流性质以及海陆轮廓等气候因素的影响分不开的。

到达地表的太阳辐射与纬度有关,由于大西洋从赤道向南北伸延到70°~80°纬线处,在低纬地区获得的热量较多,愈到高纬获得的热量愈少,这就是大西洋上气温从赤道向南北高纬度地区降低的基本原因。

大气环流是影响大西洋气候特征重要因素。大西洋上空的大气环流,一般决定于大西洋和邻近大陆上空的高、低气压活动中心。在冰岛西南有一个永恒性的低压中心(副极地低压带的一部),它到冬季获得最大发展,此时气压降到997.3毫巴。在南极大陆附近有一个常年存在的副极地低压带,最低气压为986.6毫巴。在上述两个低压区(带)之间的副热带纬度区,形成两个高压区,即亚速尔高压区和南大西洋高压区,这两个高压区也是常年存在的永恒性高压区,它们的气压高达1024毫巴。在这两个高压区之间为赤道低压区,赤道低压区气压为1013.3毫巴。大西洋海域气压区(带)分布的形势,决定了大西洋各部分风系与降水量的多寡。在两个副热带高压区(带)之间,经常有向赤道低压带的气流,在赤道以北为东北信风,赤道以南为东南信风。两股信风在赤道附近会合后,气流急剧上升,形成大量云雨,这就是赤道地区多雨的重要原因。在高压区与副极地低压区之间的中高纬度区,经常吹偏西风,由于气流从低纬度流向高纬度,气温逐渐降低,空气中的水汽容易凝结致雨,加以这一带是极锋及温带气旋活动频繁的地带,因此,这里是大西洋海域次多雨区,也是天气最为多变的地区。

影响大西洋气候的因素还得考虑周围大陆的性质和与大西洋濒临的轮廓。如北美大陆冬夏的降温和增温,对于北美东南部海域季风气候的形成有直接关系。冬季北大西洋中纬度区海域西部比东部的气温低10℃左右,又与这一时期经常吹寒冷的离陆风直拂西部海域有关。北部非洲辽阔的撒哈拉大沙漠的存在,加上东北信风自大陆吹向海洋,使得北大西洋副热带海域东侧降水稀少而且多尘雾。赤道以南副热带海域东侧降水很少,与来自南非卡拉哈里沙漠干燥的东南信风有关。加勒比海和墨西哥湾水温和其表层贴近的气温较高,与受低纬大陆包围有关。