海洋是怎样形成的?海水是从哪里来的?

地球上的海洋  

2010-11-15 21:12:43|  分类: 地球 |  标签:海底  海沟  大洋  大陆  海洋   |字号 订阅

地球上的海洋

编辑:探矿者

海洋的形成   大陆漂移说   板块构造说 海底轮廓   大陆坡与峡谷

深邃的海沟 大洋中脊    海底火山与平顶山  海底温泉  海底沉积物

海洋的形成

  海洋是怎样形成的?海水是从哪里来的?

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  对这个问题目前科学还不能作出最后的答案,这是因为,它们与另一个具有普遍性的、同样未彻底解决的太阳系起源问题相联系着。

  现在的研究证明,大约在50亿年前,从太阳星云中分离出一些大大小小的星云团块。它们一边绕太阳旋转,一边自转。在运动过程中,互相碰撞,有些团块彼此结合,由小变大,逐渐成为原始的地球。星云团块碰撞过程中,在引力作用下急剧收缩,加之内部放射性元素蜕变,使原始地球不断受到加热增温;当内部温度达到足够高时,地内的物质包括铁、镍等开始熔解。在重力作用下,重的下沉并趋向地心集中,形成地核;轻者上浮,形成地壳和地幔。在高温下,内部的水分汽化与气体一起冲出来,飞升入空中。但是由于地心的引力,它们不会跑掉,只在地球周围,成为气水合一的圈层。

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  位于地表的一层地壳,在冷却凝结过程中,不断地受到地球内部剧烈运动的冲击和挤压,因而变得褶皱不平,有时还会被挤破,形成地震与火山爆发,喷出岩浆与热气。开始,这种情况发生频繁,后来渐渐变少,慢慢稳定下来。这种轻重物质分化,产生大动荡、大改组的过程,大概是在45亿年前完成了。

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  地壳经过冷却定形之后,地球就像个久放而风干了的苹果,表面皱纹密布,凹凸不平。高山、平原、河床、海盆,各种地形一应俱全了。

  在很长的一个时期内,天空中水气与大气共存于一体;浓云密布。天昏地暗,随着地壳逐渐冷却,大气的温度也慢慢地降低,水气以尘埃与火山灰为凝结核,变成水滴,越积越多。由于冷却不均,空气对流剧烈,形成雷电狂风,暴雨浊流,雨越下越大,一直下了很久很久。滔滔的洪水,通过千川万壑,汇集成巨大的水体,这就是原始的海洋。

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  原始的海洋,海水不是咸的,而是带酸性、又是缺氧的。水分不断蒸发,反复地形云致雨,重又落回地面,把陆地和海底岩石中的盐分溶解,不断地汇集于海水中。经过亿万年的积累融合,才变成了大体匀的咸水。同时,由于大气中当时没有氧气,也没有臭氧层,紫外线可以直达地面,靠海水的保护,生物首先在海洋里诞生。大约在38亿年前,即在海洋里产生了有机物,先有低等的单细胞生物。在6亿年前的古生代,有了海藻类,在阳光下进行光合作用,产生了氧气,慢慢积累的结果,形成了臭氧层。此时,生物才开始登上陆地。

  总之,经过水量和盐分的逐渐增加,及地质历史上的沧桑巨变,原始海洋逐渐演变成今天的海洋。

大陆漂移说
        

大陆漂移说的创始人—魏格纳  早在公元1620年,英国人培根就已经发现,在地球仪上,南美洲东岸同非洲西岸可以很完美地衔接在一起。到了1912年,德国科学家魏格纳根据大洋岸弯曲形状的某些相似性,提出了大陆漂移的假说。经过数十年后,大量的研究表明,大陆的确是漂移的。人们根据地质、古地磁、古气候及古生物地理等方面的研究,重塑了古代时期大陆与大洋的分布。大约在2.4亿年前,地球上的大陆是汇聚在一起的,这个大陆由北极附近延至南极。大陆漂移过程示意图地质学上叫泛大陆。在泛大陆周围则是统一的泛大洋。此后,又经过了漫长的岁月,泛大陆开始解体,北部的劳亚古陆和南部的冈瓦纳古陆开始分裂。大陆中间出现了特提斯洋(1.8亿年前)。此后,大陆继续分裂,印度洋陆块脱离澳大利亚—南极陆块,南美陆块与非洲陆块分裂;此时的印度洋、大西洋扩张开始。到了6千万年前,已经出现现代大陆和大洋的格局雏形。以后,澳大利亚裂离南极北上,阿拉伯板块与非洲板块分离,红海、亚丁湾张开,形成现代大洋和大陆的分布格局。

  大陆的漂移由扩张的海底也能得到证实。纵贯大洋底部的洋中脊,是形成新洋底的地方;地幔物质上升涌出,冷凝形成新的洋底,并推动先形成的洋底向两侧对称地扩张;海底与大陆结合部的海沟,是洋底灭亡的场所。当洋底扩展移至大陆边缘的海沟处时,向下俯冲潜没在大陆地壳之下,使之重新返回到地幔中去。

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大洋中脊是新地壳形成的场所,熔融的地幔物质不断沿大洋中脊轴部向上涌,形成新海底。 在此过程中,磁颗粒像一个个小磁针一样,与当时的地磁场平行。随着岩层冷凝,并向两侧运动。

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地球磁场的极向不是固定不变的。每隔几万年或几十万年,地磁场的南北极向会发生倒转,新形成的岩层会按新的方向磁化,于是产生了大洋中脊两侧交替出现的磁条带。

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冰岛南端雷克雅内斯有中脊对称的磁条带,其极向倒转排列形式与太平洋中脊的排列形式相对应,其连续性和对称性明显可见。

板块构造说

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  板块构造理论,是从海底研究得出的,是了解地球形态的一把钥匙。

  地球表层是由一些板块合并而成.这些板块就像浮在海面的冰山,在熔融的地幔岩浆上漂浮运动。所谓板块构造,讲的就是这些坚硬的岩石板块以及它们的运动体系。地球表层主要有六个基本板块,板块构造层板块是坚如磐石,其内部是稳定的,地壳处于比较宁静之中,而板块之间的交界处是地壳运动激烈的地带,经常发生火山喷发、地震、岩层的挤压褶皱及断裂。

  六大板块中,太平洋板块完全由大洋岩石圈组成,而大西洋由洋中央海底山脉分开,一半属于亚欧板块和非洲板块,一半属于美洲板块。印度洋,海底扩张也由人字形的海底山脉分开,使印度洋洋底分别属于非洲板块、印度板块和南极板块。所以,这些板块是由大洋岩石圈及大陆岩石圈组成,它包含了海洋与大陆。

  板块为什么会运动,它的动力来自何处? 目前的科学知识告诉我们,主要是地幔深处的热对流作用。地球深部的核心称地核,它是高温熔融的。板块汇聚它使地核外围的地幔加温,地幔温度很高,靠近地核的岩层也熔化。地幔下部的导热性不能有效地将地核的热量散发出去,使热量积聚,致使地幔逐渐升高温度,地幔物质成为塑性状态,形成对流形式的运动。地幔的热对流是在大洋中的海底山脉(又称洋中脊)处上升。沿着海底水平运动,到大洋边缘的海沟岛弧带,随着水平长距离运动而冷却,而沿海沟带下沉,又回到高温的地幔层中消失。海底扩张时对流的地幔软流层

  由于地幔的对流运动,使得漂浮在它上面的板块也被带动做水平运动。所以,地幔的热对流是带动板块运动的传送带。板块从大洋中脊两侧各自做分离的运动。这运动的板块最终总会有相遇的,相遇相互碰撞,当大洋板块与大陆板块相碰撞,大洋板块密度大而重,就插到大陆板块之下,在碰撞向下插入处就形成大洋边缘的深海沟。假使是两个大陆板块相碰撞,则互相挤压,使两个板块的接触带挤压变形,形成巨大的山系,如喜马拉雅山系就是欧亚板块与印度板块挤压而形成的。因此,大洋底部的运动,形成大洋边缘岛弧海沟复杂的地貌,也构成大陆上巨大的山系,板块构造控制了整个地球的地表形态。

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海底轮廓
        

  海底是地球表面的一部分。海底并非我们想象中那么平坦,倘若沧海真的变成了桑田,就会发现,海底世界的面貌和我们居住的陆地十分相似:有雄伟的高山,有深邃的海沟与峡谷,还有辽阔的平原。世界大洋的海底像个大水盆,边缘是浅水的大陆架,中间是深海盆地,洋底有高山深谷及深海大平原。位于太平洋的马里亚纳海沟深得让人难以置信,如果把世界最高峰放进去,都不会露出水面分毫。地球上的海洋 - 探矿者 - Prospector blog

  人们通过地震波及重力测量,了解海底地壳的结构。海洋地壳主要是玄武岩层,厚约5000米,而大陆地壳主要是花岗岩层,平均厚度33千米。大洋底始终都在更新和不断成长,每年扩张新生的洋底大约有6厘米左右。洋中脊,使大洋底隆起的“脊梁骨”,世界大洋中脊总长约8万公里,月瞻仰底面积的1/3,海底扩张就从这儿起始。

  根据大量的海深测量资地球上的海底地貌料,人们已清楚知道,海底的基本轮廓是这样的:沿岸陆地,从海岸向外延伸,是坡度不大、比较平坦的海底,这个地带称“大陆架”;再向外是相当陡峭的斜坡,急剧向下直到3000米深,这个斜坡叫“大陆坡”;从大陆坡往下便是广阔的大洋底部了。整个海洋面积中,大陆架和大陆坡占20%左右,大洋底占80%左右。假使我们把海洋底部的轮廓,画成 个示意剖面图,就有点像个水盆的样子。

  大陆架浅海的海底地形起伏一般不大,上面盖着一层厚度不等的泥沙碎石,它们主要是河流从陆地上搬运来的。但是,有的地方,如南北美洲太平洋沿岸,地中海沿岸,山脉紧靠海边,海底地形就比较崎呕陡峭;有的地方,如我国黄海沿岸,大河下游的河口海湾一带,陆地上地势平坦,海底也是起伏不大的宽广的大陆架。

  大洋底部位于几千米深处。洋底主要是深水的盆地、深海大平原、规模宏大的海底山脉和海底高原;还有一些孤立的洋底火山,巨大的珊瑚岛礁等等。这些地形与陆地地形不同,是在海洋中形成的。大洋底部表面覆盖着一层厚度不大的海底沉积物,称为深海软泥。

  海底为什么有这样的轮廓?大陆架、大陆坡与大洋底为什么有如此巨大的差异性呢?这是由于海底的地壳构造决定的。

  在整个海底世界,大洋地约占海洋总面积的80%,宏伟的海底山脉,广漠的海底平原,深邃的海沟,上面均盖着厚度不一、火红或黑的沉积物,巴大洋装点的气势磅礴、雄伟壮丽。

 

大陆坡与峡谷
        

  由大陆架向外伸展,海底突然下落,形成一个陡峭的斜坡,这个斜坡叫大陆坡。它像一个盆的周壁,又像一条绵长的带子缠绕在大洋底的周围。大陆坡的宽度在各大洋不一样,从十几公里到几百公里,平均宽度约70公里,坡度为几度至20多度,平均4°30′。它是地球上最绵长、最壮观的斜坡,全球大陆坡总面积约2800万平方公里,约占海洋总面积的12%。坡麓横切着许多非常深的大峡谷,称为海底峡谷,规模比陆地上穿过山脉的山涧峡谷既深又大。

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  按照地形特点,大陆坡有两种。一种是地形比较简单、坡度比较均一,像北大西洋沿北美、欧洲及巴伦支海等地的大陆坡。这类大陆坡上半部是个陡壁,岩石裸露缺乏沉积物,向下大约2000米深处,大陆坡的坡度突然变得非常平缓,深度逐渐增加,成为一个上凹形的山麓地带。顺着大陆坡的斜面上,有一系列互相平行的“海底峡谷”,把大陆坡切开。另一种大陆坡,地形复杂、坡面上有许多凹凸不平的地形,主要分布在太平洋。南海的大陆坡就属这一类,坡面上常常呈一系列的台阶,是一些棱角状的顶平壁陡的高地,与一些封闭的平底凹地交替着分布。平顶高地上有着一些粗大的砾石岩屑,而平底凹地里堆积着一些杂乱的沙子、石块和软泥。这类大陆坡上的海底峡谷谷底也呈阶梯状。除了这两类以外,大河河口外围的大陆坡,常常是坡度比较平坦的,整个斜坡盖满从大河带来的泥沙。

  大陆坡上的沉积物,主要来自大陆。河流带入海中的泥沙,经过大陆架搬运到大陆坡。另外也有相当一部分是海洋生物残体的软泥。概括地说,整个大陆坡的面积,约有25%覆盖着沙子,10%是裸露的岩石。其余65%盖着一种青灰色的有机质软泥。这种软泥常常因受到氧化作用而成栗色,它的堆积速度要比大陆架缓慢得多。在火山活动地带,软泥中杂有火山灰,高纬度地区混有大陆水流带来的石块、粗沙等。在热带河口附近,有一种热带红色风化土构成的红色软泥。

  大陆坡上最特殊的地形是深切的大峡谷,称为海底峡谷。它一般是直线形的,谷底坡度比山地河流的谷底坡度要大得多,峡谷两壁是阶梯状的陡壁,横断面呈“V”形。海底峡谷规模的宏大往往超过陆地上河流的大峡谷。我国的长江三峡是世界闻名的大峡谷,峡谷两岸的高差将近800米,底部有将近100米高陡壁,构成谷底的箱形峡谷,这陡壁是最新地质时期三峡地区地壳抬升、引起长江河道冲刷下切形成的,所以当人们在三峡航行时,首先给人深刻印象的是河道两边直立的陡壁,将长江水流限制在一二百米宽的岩壁之间,这是地壳新构造运动造成的。美国科罗拉多大峡谷也是世界著名的大峡谷,科罗拉多河切穿了中生代的砂岩地层,两岸岩壁高将近1000米,峡谷两壁呈台阶状,一层层变窄到谷底也有一层由最新构造运动造成的谷底陡壁,目前科罗拉多河就流经在这陡壁峡谷之间。像长江三峡、科罗拉多大峡谷这类宏伟的峡谷,在大陆上还是不多的。而海底峡谷比陆地上的大峡谷要大得多,现已发现几百条海底峡谷,分布在全球各处的大陆披上。

  大多数海底峡谷在大陆坡上只存在一段,向上到大陆架,向下到大洋底就消失,与陆地上河流无关。但也有些海底峡谷可以同陆地上河流联系起来。像北美东海岸的哈德逊海底峡谷,它的源头是哈德逊河,河流注入海洋。在大陆架海底有个浅平的水下河谷,深度在海底以下30米,但宽度有7千米,到大陆架边缘,这水下河谷的深度(低于海底)是40米,而谷地宽度达到25千米,显然水下河谷在大陆架是一条笔直的浅平的低洼地。与这水下河谷相接是大陆坡上的海底峡谷,它从顶部水深150米开始沿大陆坡向下一直到2400米深的洋底。而它在海底下切的深度,几乎整条海底峡谷都超过1000米,它的尾端进入2000多米深的洋底后,就逐渐消失。

深邃的海沟

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  打开世界地图,一个奇怪的现象立刻映入眼帘,在太平洋西侧,有一系列的群岛自北而南呈弧状排列着。它们是阿留申群岛、千岛群岛、日本群岛、台湾岛、菲律宾群岛、小笠原群岛、马里亚纳群岛等,人们送它们个雅号,叫作“岛弧”。岛弧像一串串珍珠,整齐地点缀在太平洋与它的边缘海之间;像一队队的哨兵,日夜守卫、警戒在亚洲大陆的周边。

  无独有偶。与岛弧的这种有趣的排列相呼应的是,在岛弧的大洋一侧,几乎都有海沟伴生。诸如阿留申海沟、千岛海沟、日本海沟、琉球海沟、菲律宾海沟、马里亚纳海沟等等,几乎一一对应,也形成一列弧形海沟。岛弧与海沟像是孪生姊妹,形影相随,不即不离;一岛一沟,显得奇特可贵。其他的大洋也有群岛与海沟伴生的现象,如大西洋的波多黎各群岛与波多黎各海沟等,在地质构造上也大同小异,不过没有太平洋西部这样集中,也不这么突出与典型罢了。如此有趣的安排,不是上帝的旨意,而是大自然的内在力量的体现,是大洋底与相邻陆地相互作用的结果。

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  海沟是海洋中最深的地方。它却不在海洋的中心,而偏安于大洋的边缘。世界大洋约有30条海沟,其中主要的有17条。属于太平洋的就有14条,且多集中在西侧,东边只有中美海沟、秘鲁海沟和智利海沟3条。大西洋有2条(波多黎各海沟和南桑威奇海沟)。印度洋有1条,叫爪哇海沟。

  海沟的深度一般大于6000米。世界上最深的海沟在太平洋西侧,叫马里亚纳海沟。它的最深点查林杰深渊最大深度为11034米,位于北纬ll2l’,东经14212’。如果把世界屋脊珠穆朗玛峰移到这里,将被淹没在2000米的水下。海沟的长度不一,从500公里到4500公里不等。世界最长的海沟是印度洋的爪哇海沟,长达4500公里。有些人把秘鲁海沟、智利海沟合称为秘鲁—智利海沟,其长度达5900多公里。据调查,这两条海沟虽然靠近,几乎首尾相接,但中间有断开,目前尚未衔接起来。海沟的宽度在40公里至120公里之间,全球最宽的海沟是太平洋西北部的千岛海沟,其平均宽度约120公里,最宽处大大超过这个数,距离相当于北京至天津那么远,听起来也够宽了,但在大洋底的构造里,算是最窄的地形了。

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  经过科学家们多年的调查得知,海沟是海洋里最深的地方,它的剖面形状,像是一个英文字母“V”字,但两边不对称,靠大洋的一侧比较平缓,靠大陆的一侧比较陡峭。靠大洋的一边是玄武岩质的大洋壳,这里的地磁场成正负相间分布,清楚地记录着地磁场在地质史上的变化;在靠大陆的一边,则是大陆地壳,玄武岩被厚厚的花岗岩覆盖,没有地磁场条带异常表现。这说明沟底是大陆与大洋两种地壳的结合部,但它们在这里并不和睦相处,而是相互碰撞;如两个“大力士顶牛”。因大洋地壳的密度大、位置低,又背负着既厚又重的海水,实在抬不起头来,只好顺势俯冲下去,潜入大陆地壳的下方,同时也狠命地将陆地拱起,使陆壳抬升弯曲成岛。这就是海沟为什么多半与岛弧伴生的原因。岛弧一边得到大洋底壳的推力,就会不断升高,靠陆一侧的沟坡也必然变得陡峭,自然成了现在的面貌了。

大洋中脊
        

  人有脊梁,船有龙骨。这是人和船成为一定形状的重要支柱。因而人能立于天地之间,船能行于大洋之上。海洋也有脊梁,大洋的脊梁就是大洋中脊,它决定着海洋的成长。

  1873年,“挑战者”号船上的科学家在大西洋上进行海洋调查,全球大洋中脊示意图用普通的侧深锤测量水深时,发现了一个奇怪的现象,大西洋中部的水深只有1000米左右,反而比大洋两侧浅的多。这出乎他们的预料。按照一般推理,越往大洋的中心部位,应该越深。为打消这个疑虑,他们又测了几个点,结果还是如此,他们把这个事实纪录在案。1925—1927年间,德国“流星”号调查船利用回声测深仪,对大西洋水深又进行了详细的测量,并且绘出了海图,证实了大西洋中部有一条纵贯南北的山脉。这一发现,引起了当时人们的震惊,吸引了更多的科学家来此调查。不断的补充、丰富了对它的认识,大西洋中部的这条巨大山脉,像它的脊梁,因而取名叫 “大西洋中脊”。

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  大西洋中脊的峰是锯齿形的,分布在大西洋中间,大致与东西两岸平行,呈“S”形纵贯南北。自北极圈附近的冰岛开始,曲折婉蜒直到南纬40度,长达1.7万公里,宽约1500一2000公里不等,约占大西洋的三分之一。其高度差别很大,许多地方高出海底5000多米,它平均高度约3000多米。高出海面部分,成了岛屿。如冰岛就是大洋中脊高出水面的一部分。这样巨大规模的山脉,是陆地上任何山脉无法比拟的。更为奇特的是,在大洋中脊的峰顶,沿轴向还有一条狭窄的地堑,叫中央裂谷,宽约30—40公里,深约1000—3000米。它把大洋中脊的峰顶分为两列平行的脊峰。

  许多观测表明,在中央裂谷一带,经常发生地震,而且还经常地释放热量。这里是地壳最薄弱的地方,地幔的高温熔岩从这里流出,遇到冷的海水凝固成岩。经过科学家研究鉴定,这里就是产生新洋壳的地方。较老的大洋底,不断地从这里被新生的洋底推向两侧,更老的洋底被较老的推向更远的地方。

  随后,人们在印度洋和太平洋也相继发现了大洋洋脊。印度洋中脊呈“入”字形分布。西南的一支绕过非洲南端,与大西洋中脊连接起来;东南走向的一支绕过大洋洲以后,与东太平洋海隆的南端相衔接。这两支洋脊在印度洋中部靠拢,在印度洋北部合二为一,并向西北倾斜,构成了一个大大的“入”字形,成为印度洋“骨架”。

  太平洋洋脊有些特殊,它不在太平洋中间,而偏于大洋的东侧。它从北美洲西部海域起,向南延伸作弧形走向,转向秘鲁外海,向南接近南极洲,通过南太平洋,然后折向西绕过澳大利亚,与印度洋洋脊的东南支衔接起来。

  三大洋的洋中脊是彼此互相联结的一个整体,是全球规模的洋底山系。它起自北冰洋,纵贯大西洋,东插印度洋,东连太平洋海隆,北上直达北美洲沿岸。全长达8万多公里,相当陆地山脉的总和。

海底火山与平顶山

海底火山喷发  1963年11月15日,在北大西洋冰岛以南32公里处,海面下130米的海底火山突然爆发,喷出的火山灰和水汽柱高达数百米,在喷发高潮时,火山灰烟尘被冲到几千米的高空。

  经过一天一夜,到11月16日,人们突然发现从海里长出一个小岛。人们目测了小岛的大小,高约40米,长约550米。海面的波浪不能容忍新出现的小岛,拍打冲走了许多堆积在小岛附近的火山灰和多孔的泡沫石,人们担心年轻的小岛会被海浪吞掉。夏威夷火山喷发流淌的岩浆十分壮观但火山在不停地喷发,熔岩如注般地涌出,小岛不但没有消失,反而在不断地扩大长高,经过1年的时间,到1964年11月底,新生的火山岛已经长到海拔170米高,1700米长了,这就是苏尔特塞岛。经过海浪和大自然的洗礼,小岛经受了严峻的考验,巍然屹立于万顷波涛的洋面上,而且岛上居然长出了一些小树和青草。

  两年之后,1966年8月19日,这座火山再度喷发,水汽柱、熔岩沿火山口冲出,高达数百米,喷发断断续续,直到1967年5月5日才告一段落。这期间,小岛也趁机发育成长,快时每昼夜竟增加面积O.4公顷,火山每小时喷出熔岩约18万吨。赫斯在思索着:山顶为什么会那么平坦?

  海底火山的分布相当广泛,大洋底散布的许多圆锥山都是它们的杰作,火山喷发后留下的山体都是圆锥形状。据统计,全世界共有海底火山约2万多座,太平洋就拥有一半以上。这些火山中有的已经衰老死亡,有的正处在年轻活跃时期,有的则在休眠,不定什么时候苏醒又“东山再起”。现有的活火山,除少量零散在大洋盆外,绝大部分在岛弧、中央海岭的断裂带上,呈带状分布,统称海底火山带。太平洋周围的地震火山,对于海底有的山顶为什么是平的,专家们议论纷纷,众说不一。释放的能量约占全球的80%。海底火山,死的也好,活的也好,统称为海山。海山的个头有大有小,一二公里高的小海山最多,超过5公里高的海山就少得多了,露出海面的海山(海岛)更是屈指可数了。美国的夏威夷岛就是海底火山的功劳。它拥有面积l万多平方公里,上有居民10万余众,气候湿润,森林茂密,土地肥沃,盛产甘蔗与咖啡,山青水秀,有良港与机场,是旅游的胜地。夏威夷岛上至今还留有5个盾状火山,其中冒纳罗亚火山海拔4170米,它的大喷火口直径达5000米,常有红色熔岩流出。1950年曾经大规模地喷发过,是世界上著名的活火山。海底平顶山

  海底山有圆顶,也有平顶。平顶山的山头好像是被什么力量削去的。以前,人们也不知道海底还有这种平顶的山。第二次世界大战期间,为了适应海战的要求,需要摸清海底的情况,便于军舰潜艇活动。美国科学家普林顿大学教授H·H·赫斯当时在“约翰逊”号任船长,接受了美国军方的命令,平顶山一边侧移远离洋脊,一边垂直下沉负责调查太平洋洋底的情况。他带领了全舰官兵,利用回声测深仪,对太平洋海底进行了普遍的调查,发现了数量众多的海底山,它们或是孤立的山峰,或是山峰群,大多数成队列式排列着。这是由于裂谷缝隙中喷溢而出的火山熔岩形成的。这是人类首次发现海底平顶山。这种奇特的平顶山有高有矮,大都在200米以下,有的甚至在2000米水深。凡水深小于200米的平顶山,赫斯称它为“海滩”。1946年,赫斯正式命名位于200以深的平顶山为“盖约特”。

  赫斯发现海底平顶山之后,当时非常纳闷,他苦苦思索着:山顶为什么会那么平坦?滚圆的山头到哪儿去了?后来,经过科学家门潜心地研究,终于解开了这个谜。原来海底火山喷发之后形成的山体,山头当时的确是完整的,如果海山的山头高出海面很多,任凭海浪怎样拍打冲刷,都无法动摇它,因为海山站稳了脚跟,变成了真正的海岛,夏威夷岛就是一例。倘若海底火山一开始就比较小,处于海面以下很多,海浪的力量达不到,山头也安然无恙。只有那些不高不矮,山头略高于海面的,海浪乘它立足不稳,拼命地进行拍打冲刷,经历年深日久的功夫,就把山头削平了,成了略低于海面、顶部平坦的平顶山。

海底温泉
        

  现在的海底有无温泉?海底的温泉是什么样子?近20年来,经过科学家反复调查,发现现在的大洋底也有温泉,可惜一般人无法看到。只有等到有朝一日,具备了到大洋底旅游的条件时,大家才可能去一饱眼福。

  美国科学家乘“阿尔文”号深潜器考察发现海底有一个个冒黑烟的东西,这就是海底温泉1977年10月,美国科学家乘“阿尔文”号深潜器,来到东太平洋海隆的加拉帕格斯深海底,在大断裂谷地进行考察时惊奇地发现:这里的海底上,耸立着一个个黑色烟囱状的怪物,它的高度一般为2—5米,呈上细下粗的圆筒状。从“烟囱”口冒出与周围海水不一样的液体,这里的温度高达350℃。在“烟囱”区附近,水温常年在30℃以上,而一般洋底的水温只有4℃,可见,这些海底“烟囱”就是海底的温泉。

  在如此高温的大洋底,有活着的生物吗? 科学家进一步考察,发现在海底温泉口周围,不仅有生物,而且形成了一个新奇的生物乐园:有血红色的管状蠕虫,像一根根黄色塑料管,最长的达3米,横七竖八地排列着,它用血红色肉芽般的触手,捕捉、滤食水中的食物。这些管状蠕虫既无口,也无肛门,更无肠道,就靠一根管子在海底蠕动生活。但它的体内有血红蛋白,触手中充满血液。有大得出奇的蟹,没有眼睛,却无处不能爬到;又大又肥的蛤,体内竟有红色的血液,它们长得很快,一般有碗口大。还有一种状如浦公英花的生物,常常几十个连在一起,有的负责捕食,有的管着消化,各有分工,忙而不乱。这里的生物很有特色,其乐融融,成了真正的“世外桃园”。科学家称这里为“深海绿洲”。这里处在水下几千米的海底,没有阳光,不能进行光合作用,没有海藻类植物,这里的动物靠什么生活呢?科学家们研究认为:这里水中的营养盐极为丰富,是一般海底的300倍,比生物丰富的水域也高3—4倍。这里的海洋细菌,靠吞食温泉中丰富的硫化物而大量迅速地蔓延滋生,然后,海洋细菌又成了蠕虫、虾蟹与蛤的美味。在这个特殊的深海环境里,孕育出一个黑暗、高压下生存的生物群落。看来,“万物生长靠太阳”的说法,在这里不适用了。这是科学家们意外的发现。但是,实验表明,这个深海底特殊的生物乐园,生命力是脆弱的,一旦把它们移到海面,在常压情况下,它们一个个都命不久长,死的死,烂的烂,顷刻间土崩瓦解。

  海底温泉,不但养育了一批奇特的海洋生物,还能在短时间内,生成人们所需要的宝贵矿物。那些“黑烟囱”冒出来的炽热的溶液,含有丰富的铜、铁、硫、锌,还有少量的铅、银、金、钴等金属和其他一些微量元素。当这些热液与4℃的海水混合后,原来无色透明的溶液立刻变成了黑色的“烟柱”。经过化验,这些烟柱都是金属硫化物的微粒。这些微粒往上跑不了多高,就像天女散花从烟柱顶端四散落下,沉积在烟囱的周围,形成了含量很高的矿物堆。人们过去知道的天然成矿历史,是以百万年来计算的。现在开采的石油、煤、铁等矿,都是经历了若干万年后才形成的。而在深海底的温泉中,通过黑烟囱的化学作用来造矿,大大地缩短了成矿的时间。一个黑烟囱从开始喷发,到最终“死亡”,一般只要十几年到几十年。在短短几十年的时间里,一个黑烟囱,可以累积造矿近百吨。而且这种矿,基本没有土、石等杂质,都是些含量很高的各种金属的化合物,稍加分解处理,就可以利用。这是科学家在海底温泉的重大发现。

  这种海底温泉多在海洋地壳扩张的中心区,即在大洋中脊及其断裂谷中。仅在东太平洋海隆一个长6公里、宽0.5公里的断裂谷地,就发现十多个温泉口。在大西洋、印度洋和红海都发现了这样的海底温泉。初步估算,这些海底温泉,每年注入海洋的热水,相当于世界河流水量的三分之一。它抛在海底的矿物,每年达十几万吨。地球上的海洋 - 探矿者 - Prospector blog在陆地矿产接近枯竭的时候,这一新发现的价值之重大,就不言而喻了。


  (左图)海底温泉口周围,有血红色的管状蠕虫,像一根根黄色塑料管,最长的达3米,横七竖八地排列着,它用血红色肉芽般的触手,捕捉、滤食水中的食物。

 

海底沉积物
        

  沉没在海底的古代城市在地中海南岸,有个叫突尼斯的地方,它附近的马迪亚海区水下40米处,人们发现有许多埋在淤泥中的大理石柱,据历史学家考证是2000年前的文物。这一发现公布之后,引起奥地利考古学家的兴趣,即刻组织潜水员前往现场考察。他们在那里,发现了一些古代的拱桥和少有的大型建筑。经过进一步研究,认为这是古代的一座城市。在人类历史的长河中,由于海陆变迁、地震、火山、暴潮、洪水和战争等天灾人祸,一些城市、村镇、港口等沉入海底;至于因大风、巨浪、冰山碰撞、海战等原因葬身鱼腹的舰船,那就更多了。随着科学与潜水打捞技术的提高,这些沉睡海底的宝藏,迟早要与世人见面。1991年,前苏联和加拿大两国科学家组成的联合考察队,对沉没在海底79年的“泰坦尼克”号船,进行了科学考察,古代塔里木海洋里生机盎然并制作了160个小时的录像,详细地记录了这条豪华客轮在深海环境下发生的变化。

  “泰坦尼克”号,于1912年4月,从南安普敦港首航纽约时,不幸撞上一座巨大的冰山,沉没在北大西洋4000米以下的海底,导致1500名乘客丧生。 

  海洋在地球上已存在40亿年了。在这漫长的地质年代里,由陆地河流和大气输入海洋的物质以及人类活动中落入海底的东西,包括软泥沙、灰尘、动植物的遗骸、宇宙尘埃等,年积月累、日久天长,已经多得无法计算了。科学上把这些东西统称为海底沉积物。 1995年5月5日,新华社报道,我国科学家在塔里木盆地发现巨大的海相生油田。塔里木盆地处祖国大西北内陆,面积56万平方公里,差不多有4个山东省那么大。科学家考证,在l亿多年以前,那儿曾是波涛汹涌的海洋。后来,由于喜马拉雅造山运动,将它推俯挤压和抬高,由海洋变为陆地,最后变成一片沙漠。当年在塔里木海洋中,生长茂密的生物群和掩埋在海底的大量沉积物中的有机质,在高压高温和特殊的地层环境中,变成了今天发现的大油田。石油深藏在地下5000米的地方,这5000米的地层,有很大一部分就是海底的沉积物,现在也变成了岩石或化石。

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