海洋是怎樣形成的?海水是從哪裡來的?
海洋是怎樣形成的?海水是從哪裡來的?
對這個問題目前科學還不能作出最後的答案,這是因為,它們與另一個具有普遍性的、同樣未徹底解決的太陽系起源問題相聯繫著。
現在的研究證明,大約在50億年前,從太陽星雲中分離出一些大大小小的星雲團塊。它們一邊繞太陽旋轉,一邊自轉。在運動過程中,互相碰撞,有些團塊彼此結合,由小變大,逐漸成為原始的地球。星雲團塊碰撞過程中,在引力作用下急劇收縮,加之內部放射性元素蛻變,使原始地球不斷受到加熱增溫;當內部溫度達到足夠高時,地內的物質包括鐵、鎳等開始熔解。在重力作用下,重的下沉並趨向地心集中,形成地核;輕者上浮,形成地殼和地幔。在高溫下,內部的水分汽化與氣體一起衝出來,飛升入空中。但是由於地心的引力,它們不會跑掉,只在地球周圍,成為氣水合一的圈層。
位於地表的一層地殼,在冷卻凝結過程中,不斷地受到地球內部劇烈運動的衝擊和擠壓,因而變得褶皺不平,有時還會被擠破,形成地震與火山爆發,噴出岩漿與熱氣。開始,這種情況發生頻繁,後來漸漸變少,慢慢穩定下來。這種輕重物質分化,產生大動蕩、大改組的過程,大概是在45億年前完成了。
地殼經過冷卻定形之後,地球就像個久放而風乾了的蘋果,表面皺紋密布,凹凸不平。高山、平原、河床、海盆,各種地形一應俱全了。
在很長的一個時期內,天空中水氣與大氣共存於一體;濃雲密布。天昏地暗,隨著地殼逐漸冷卻,大氣的溫度也慢慢地降低,水氣以塵埃與火山灰為凝結核,變成水滴,越積越多。由於冷卻不均,空氣對流劇烈,形成雷電狂風,暴雨濁流,雨越下越大,一直下了很久很久。滔滔的洪水,通過千川萬壑,彙集成巨大的水體,這就是原始的海洋。
原始的海洋,海水不是鹹的,而是帶酸性、又是缺氧的。水分不斷蒸發,反覆地形雲致雨,重又落回地面,把陸地和海底岩石中的鹽分溶解,不斷地彙集于海水中。經過億萬年的積累融合,才變成了大體勻的鹹水。同時,由於大氣中當時沒有氧氣,也沒有臭氧層,紫外線可以直達地面,靠海水的保護,生物首先在海洋里誕生。大約在38億年前,即在海洋里產生了有機物,先有低等的單細胞生物。在6億年前的古生代,有了海藻類,在陽光下進行光合作用,產生了氧氣,慢慢積累的結果,形成了臭氧層。此時,生物才開始登上陸地。
總之,經過水量和鹽分的逐漸增加,及地質歷史上的滄桑巨變,原始海洋逐漸演變成今天的海洋。
大陸漂移說
早在公元1620年,英國人培根就已經發現,在地球儀上,南美洲東岸同非洲西岸可以很完美地銜接在一起。到了1912年,德國科學家魏格納根據大洋岸彎曲形狀的某些相似性,提出了大陸漂移的假說。經過數十年後,大量的研究表明,大陸的確是漂移的。人們根據地質、古地磁、古氣候及古生物地理等方面的研究,重塑了古代時期大陸與大洋的分布。大約在2.4億年前,地球上的大陸是匯聚在一起的,這個大陸由北極附近延至南極。
地質學上叫泛大陸。在泛大陸周圍則是統一的泛大洋。此後,又經過了漫長的歲月,泛大陸開始解體,北部的勞亞古陸和南部的岡瓦納古陸開始分裂。大陸中間出現了特提斯洋(1.8億年前)。此後,大陸繼續分裂,印度洋陸塊脫離澳大利亞—南極陸塊,南美陸塊與非洲陸塊分裂;此時的印度洋、大西洋擴張開始。到了6千萬年前,已經出現現代大陸和大洋的格局雛形。以後,澳大利亞裂離南極北上,阿拉伯板塊與非洲板塊分離,紅海、亞丁灣張開,形成現代大洋和大陸的分布格局。
大陸的漂移由擴張的海底也能得到證實。縱貫大洋底部的洋中脊,是形成新洋底的地方;地幔物質上升湧出,冷凝形成新的洋底,並推動先形成的洋底向兩側對稱地擴張;海底與大陸結合部的海溝,是洋底滅亡的場所。當洋底擴展移至大陸邊緣的海溝處時,向下俯衝潛沒在大陸地殼之下,使之重新返回到地幔中去。
板塊構造說
板塊構造理論,是從海底研究得出的,是了解地球形態的一把鑰匙。
地球表層是由一些板塊合併而成.這些板塊就像浮在海面的冰山,在熔融的地幔岩漿上漂浮運動。所謂板塊構造,講的就是這些堅硬的岩石板塊以及它們的運動體系。地球表層主要有六個基本板塊,
板塊是堅如磐石,其內部是穩定的,地殼處於比較寧靜之中,而板塊之間的交界處是地殼運動激烈的地帶,經常發生火山噴發、地震、岩層的擠壓褶皺及斷裂。
六大板塊中,太平洋板塊完全由大洋岩石圈組成,而大西洋由洋中央海底山脈分開,一半屬於亞歐板塊和非洲板塊,一半屬於美洲板塊。印度洋,
也由人字形的海底山脈分開,使印度洋洋底分別屬於非洲板塊、印度板塊和南極板塊。所以,這些板塊是由大洋岩石圈及大陸岩石圈組成,它包含了海洋與大陸。
板塊為什麼會運動,它的動力來自何處? 目前的科學知識告訴我們,主要是地幔深處的熱對流作用。地球深部的核心稱地核,它是高溫熔融的。它使地核外圍的地幔加溫,地幔溫度很高,靠近地核的岩層也熔化。地幔下部的導熱性不能有效地將地核的熱量散發出去,使熱量積聚,致使地幔逐漸升高溫度,地幔物質成為塑性狀態,形成對流形式的運動。地幔的熱對流是在大洋中的海底山脈(又稱洋中脊)處上升。沿著海底水平運動,到大洋邊緣的海溝島弧帶,隨著水平長距離運動而冷卻,而沿海溝帶下沉,又回到高溫的地幔層中消失。
由於地幔的對流運動,使得漂浮在它上面的板塊也被帶動做水平運動。所以,地幔的熱對流是帶動板塊運動的傳送帶。板塊從大洋中脊兩側各自做分離的運動。這運動的板塊最終總會有相遇的,相遇相互碰撞,當大洋板塊與大陸板塊相碰撞,大洋板塊密度大而重,就插到大陸板塊之下,在碰撞向下插入處就形成大洋邊緣的深海溝。假使是兩個大陸板塊相碰撞,則互相擠壓,使兩個板塊的接觸帶擠壓變形,形成巨大的山系,如喜馬拉雅山系就是歐亞板塊與印度板塊擠壓而形成的。因此,大洋底部的運動,形成大洋邊緣島弧海溝複雜的地貌,也構成大陸上巨大的山系,板塊構造控制了整個地球的地表形態。
海底輪廓
海底是地球表面的一部分。海底並非我們想像中那麼平坦,倘若滄海真的變成了桑田,就會發現,海底世界的面貌和我們居住的陸地十分相似:有雄偉的高山,有深邃的海溝與峽谷,還有遼闊的平原。世界大洋的海底像個大水盆,邊緣是淺水的大陸架,中間是深海盆地,洋底有高山深谷及深海大平原。位於太平洋的馬里亞納海溝深得讓人難以置信,如果把世界最高峰放進去,都不會露出水面分毫。
人們通過地震波及重力測量,了解海底地殼的結構。海洋地殼主要是玄武岩層,厚約5000米,而大陸地殼主要是花崗岩層,平均厚度33千米。大洋底始終都在更新和不斷成長,每年擴張新生的洋底大約有6厘米左右。洋中脊,使大洋底隆起的「脊梁骨」,世界大洋中脊總長約8萬公里,月瞻仰底面積的1/3,海底擴張就從這兒起始。
根據大量的海深測量資
料,人們已清楚知道,海底的基本輪廓是這樣的:沿岸陸地,從海岸向外延伸,是坡度不大、比較平坦的海底,這個地帶稱「大陸架」;再向外是相當陡峭的斜坡,急劇向下直到3000米深,這個斜坡叫「大陸坡」;從大陸坡往下便是廣闊的大洋底部了。整個海洋面積中,大陸架和大陸坡佔20%左右,大洋底佔80%左右。假使我們把海洋底部的輪廓,畫成 個示意剖面圖,就有點像個水盆的樣子。
大陸架淺海的海底地形起伏一般不大,上面蓋著一層厚度不等的泥沙碎石,它們主要是河流從陸地上搬運來的。但是,有的地方,如南北美洲太平洋沿岸,地中海沿岸,山脈緊靠海邊,海底地形就比較崎嘔陡峭;有的地方,如我國黃海沿岸,大河下游的河口海灣一帶,陸地上地勢平坦,海底也是起伏不大的寬廣的大陸架。
大洋底部位於幾千米深處。洋底主要是深水的盆地、深海大平原、規模宏大的海底山脈和海底高原;還有一些孤立的洋底火山,巨大的珊瑚島礁等等。這些地形與陸地地形不同,是在海洋中形成的。大洋底部表面覆蓋著一層厚度不大的海底沉積物,稱為深海軟泥。
海底為什麼有這樣的輪廓?大陸架、大陸坡與大洋底為什麼有如此巨大的差異性呢?這是由於海底的地殼構造決定的。
在整個海底世界,大洋地約佔海洋總面積的80%,宏偉的海底山脈,廣漠的海底平原,深邃的海溝,上面均蓋著厚度不一、火紅或黑的沉積物,巴大洋裝點的氣勢磅礴、雄偉壯麗。
大陸坡與峽谷
由大陸架向外伸展,海底突然下落,形成一個陡峭的斜坡,這個斜坡叫大陸坡。它像一個盆的周壁,又像一條綿長的帶子纏繞在大洋底的周圍。大陸坡的寬度在各大洋不一樣,從十幾公里到幾百公里,平均寬度約70公里,坡度為幾度至20多度,平均4°30′。它是地球上最綿長、最壯觀的斜坡,全球大陸坡總面積約2800萬平方公里,約佔海洋總面積的12%。坡麓橫切著許多非常深的大峽谷,稱為海底峽谷,規模比陸地上穿過山脈的山澗峽谷既深又大。
按照地形特點,大陸坡有兩種。一種是地形比較簡單、坡度比較均一,像北大西洋沿北美、歐洲及巴倫支海等地的大陸坡。這類大陸坡上半部是個陡壁,岩石裸露缺乏沉積物,向下大約2000米深處,大陸坡的坡度突然變得非常平緩,深度逐漸增加,成為一個上凹形的山麓地帶。順著大陸坡的斜面上,有一系列互相平行的「海底峽谷」,把大陸坡切開。另一種大陸坡,地形複雜、坡面上有許多凹凸不平的地形,主要分布在太平洋。南海的大陸坡就屬這一類,坡面上常常呈一系列的台階,是一些稜角狀的頂平壁陡的高地,與一些封閉的平底凹地交替著分布。平頂高地上有著一些粗大的礫石岩屑,而平底凹地里堆積著一些雜亂的沙子、石塊和軟泥。這類大陸坡上的海底峽穀穀底也呈階梯狀。除了這兩類以外,大河河口外圍的大陸坡,常常是坡度比較平坦的,整個斜坡蓋滿從大河帶來的泥沙。
大陸坡上的沉積物,主要來自大陸。河流帶入海中的泥沙,經過大陸架搬運到大陸坡。另外也有相當一部分是海洋生物殘體的軟泥。概括地說,整個大陸坡的面積,約有25%覆蓋著沙子,10%是裸露的岩石。其餘65%蓋著一種青灰色的有機質軟泥。這種軟泥常常因受到氧化作用而成栗色,它的堆積速度要比大陸架緩慢得多。在火山活動地帶,軟泥中雜有火山灰,高緯度地區混有大陸水流帶來的石塊、粗沙等。在熱帶河口附近,有一種熱帶紅色風化土構成的紅色軟泥。
大陸坡上最特殊的地形是深切的大峽谷,稱為海底峽谷。它一般是直線形的,谷底坡度比山地河流的谷底坡度要大得多,峽谷兩壁是階梯狀的陡壁,橫斷面呈「V」形。海底峽谷規模的宏大往往超過陸地上河流的大峽谷。我國的長江三峽是世界聞名的大峽谷,峽谷兩岸的高差將近800米,底部有將近100米高陡壁,構成谷底的箱形峽谷,這陡壁是最新地質時期三峽地區地殼抬升、引起長江河道沖刷下切形成的,所以當人們在三峽航行時,首先給人深刻印象的是河道兩邊直立的陡壁,將長江水流限制在一二百米寬的岩壁之間,這是地殼新構造運動造成的。美國科羅拉多大峽谷也是世界著名的大峽谷,科羅拉多河切穿了中生代的砂岩地層,兩岸岩壁高將近1000米,峽谷兩壁呈台階狀,一層層變窄到谷底也有一層由最新構造運動造成的谷底陡壁,目前科羅拉多河就流經在這陡壁峽谷之間。像長江三峽、科羅拉多大峽谷這類宏偉的峽谷,在大陸上還是不多的。而海底峽谷比陸地上的大峽谷要大得多,現已發現幾百條海底峽谷,分布在全球各處的大陸披上。
大多數海底峽谷在大陸坡上只存在一段,向上到大陸架,向下到大洋底就消失,與陸地上河流無關。但也有些海底峽谷可以同陸地上河流聯繫起來。像北美東海岸的哈德遜海底峽谷,它的源頭是哈德遜河,河流注入海洋。在大陸架海底有個淺平的水下河谷,深度在海底以下30米,但寬度有7千米,到大陸架邊緣,這水下河谷的深度(低于海底)是40米,而谷地寬度達到25千米,顯然水下河谷在大陸架是一條筆直的淺平的低洼地。與這水下河谷相接是大陸坡上的海底峽谷,它從頂部水深150米開始沿大陸坡向下一直到2400米深的洋底。而它在海底下切的深度,幾乎整條海底峽谷都超過1000米,它的尾端進入2000多米深的洋底後,就逐漸消失。
深邃的海溝
打開世界地圖,一個奇怪的現象立刻映入眼帘,在太平洋西側,有一系列的群島自北而南呈弧狀排列著。它們是阿留申群島、千島群島、日本群島、台灣島、菲律賓群島、小笠原群島、馬里亞納群島等,人們送它們個雅號,叫作「島弧」。島弧像一串串珍珠,整齊地點綴在太平洋與它的邊緣海之間;像一隊隊的哨兵,日夜守衛、警戒在亞洲大陸的周邊。
無獨有偶。與島弧的這種有趣的排列相呼應的是,在島弧的大洋一側,幾乎都有海溝伴生。諸如阿留申海溝、千島海溝、日本海溝、琉球海溝、菲律賓海溝、馬里亞納海溝等等,幾乎一一對應,也形成一列弧形海溝。島弧與海溝像是孿生姊妹,形影相隨,不即不離;一島一溝,顯得奇特可貴。其他的大洋也有群島與海溝伴生的現象,如大西洋的波多黎各群島與波多黎各海溝等,在地質構造上也大同小異,不過沒有太平洋西部這樣集中,也不這麼突出與典型罷了。如此有趣的安排,不是上帝的旨意,而是大自然的內在力量的體現,是大洋底與相鄰陸地相互作用的結果。
海溝是海洋中最深的地方。它卻不在海洋的中心,而偏安於大洋的邊緣。世界大洋約有30條海溝,其中主要的有17條。屬於太平洋的就有14條,且多集中在西側,東邊只有中美海溝、秘魯海溝和智利海溝3條。大西洋有2條(波多黎各海溝和南桑威奇海溝)。印度洋有1條,叫爪哇海溝。
海溝的深度一般大於6000米。世界上最深的海溝在太平洋西側,叫馬里亞納海溝。它的最深點查林傑深淵最大深度為11034米,位於北緯ll。2l』,東經142。12』。如果把世界屋脊珠穆朗瑪峰移到這裡,將被淹沒在2000米的水下。海溝的長度不一,從500公里到4500公里不等。世界最長的海溝是印度洋的爪哇海溝,長達4500公里。有些人把秘魯海溝、智利海溝合稱為秘魯—智利海溝,其長度達5900多公里。據調查,這兩條海溝雖然靠近,幾乎首尾相接,但中間有斷開,目前尚未銜接起來。海溝的寬度在40公里至120公里之間,全球最寬的海溝是太平洋西北部的千島海溝,其平均寬度約120公里,最寬處大大超過這個數,距離相當於北京至天津那麼遠,聽起來也夠寬了,但在大洋底的構造里,算是最窄的地形了。
經過科學家們多年的調查得知,海溝是海洋里最深的地方,它的剖面形狀,像是一個英文字母「V」字,但兩邊不對稱,靠大洋的一側比較平緩,靠大陸的一側比較陡峭。靠大洋的一邊是玄武岩質的大洋殼,這裡的地磁場成正負相間分布,清楚地記錄著地磁場在地質史上的變化;在靠大陸的一邊,則是大陸地殼,玄武岩被厚厚的花崗岩覆蓋,沒有地磁場條帶異常表現。這說明溝底是大陸與大洋兩種地殼的結合部,但它們在這裡並不和睦相處,而是相互碰撞;如兩個「大力士頂牛」。因大洋地殼的密度大、位置低,又背負著既厚又重的海水,實在抬不起頭來,只好順勢俯衝下去,潛入大陸地殼的下方,同時也狠命地將陸地拱起,使陸殼抬升彎曲成島。這就是海溝為什麼多半與島弧伴生的原因。島弧一邊得到大洋底殼的推力,就會不斷升高,靠陸一側的溝坡也必然變得陡峭,自然成了現在的面貌了。
大洋中脊
人有脊樑,船有龍骨。這是人和船成為一定形狀的重要支柱。因而人能立於天地之間,船能行於大洋之上。海洋也有脊樑,大洋的脊樑就是大洋中脊,它決定著海洋的成長。
1873年,「挑戰者」號船上的科學家在大西洋上進行海洋調查,
用普通的側深錘測量水深時,發現了一個奇怪的現象,大西洋中部的水深只有1000米左右,反而比大洋兩側淺的多。這出乎他們的預料。按照一般推理,越往大洋的中心部位,應該越深。為打消這個疑慮,他們又測了幾個點,結果還是如此,他們把這個事實紀錄在案。1925—1927年間,德國「流星」號調查船利用回聲測深儀,對大西洋水深又進行了詳細的測量,並且繪出了海圖,證實了大西洋中部有一條縱貫南北的山脈。這一發現,引起了當時人們的震驚,吸引了更多的科學家來此調查。不斷的補充、豐富了對它的認識,大西洋中部的這條巨大山脈,像它的脊樑,因而取名叫 「大西洋中脊」。
大西洋中脊的峰是鋸齒形的,分布在大西洋中間,大致與東西兩岸平行,呈「S」形縱貫南北。自北極圈附近的冰島開始,曲折婉蜒直到南緯40度,長達1.7萬公里,寬約1500一2000公里不等,約佔大西洋的三分之一。其高度差別很大,許多地方高出海底5000多米,它平均高度約3000多米。高出海面部分,成了島嶼。如冰島就是大洋中脊高出水面的一部分。這樣巨大規模的山脈,是陸地上任何山脈無法比擬的。更為奇特的是,在大洋中脊的峰頂,沿軸向還有一條狹窄的地塹,叫中央裂谷,寬約30—40公里,深約1000—3000米。它把大洋中脊的峰頂分為兩列平行的脊峰。
許多觀測表明,在中央裂谷一帶,經常發生地震,而且還經常地釋放熱量。這裡是地殼最薄弱的地方,地幔的高溫熔岩從這裡流出,遇到冷的海水凝固成岩。經過科學家研究鑒定,這裡就是產生新洋殼的地方。較老的大洋底,不斷地從這裡被新生的洋底推向兩側,更老的洋底被較老的推向更遠的地方。
隨後,人們在印度洋和太平洋也相繼發現了大洋洋脊。印度洋中脊呈「入」字形分布。西南的一支繞過非洲南端,與大西洋中脊連接起來;東南走向的一支繞過大洋洲以後,與東太平洋海隆的南端相銜接。這兩支洋脊在印度洋中部靠攏,在印度洋北部合二為一,並向西北傾斜,構成了一個大大的「入」字形,成為印度洋「骨架」。
太平洋洋脊有些特殊,它不在太平洋中間,而偏於大洋的東側。它從北美洲西部海域起,向南延伸作弧形走向,轉向秘魯外海,向南接近南極洲,通過南太平洋,然後折向西繞過澳大利亞,與印度洋洋脊的東南支銜接起來。
三大洋的洋中脊是彼此互相聯結的一個整體,是全球規模的洋底山系。它起自北冰洋,縱貫大西洋,東插印度洋,東連太平洋海隆,北上直達北美洲沿岸。全長達8萬多公里,相當陸地山脈的總和。
海底火山與平頂山
1963年11月15日,在北大西洋冰島以南32公里處,海面下130米的海底火山突然爆發,噴出的火山灰和水汽柱高達數百米,在噴發高潮時,火山灰煙塵被衝到幾千米的高空。
經過一天一夜,到11月16日,人們突然發現從海里長出一個小島。人們目測了小島的大小,高約40米,長約550米。海面的波浪不能容忍新出現的小島,拍打沖走了許多堆積在小島附近的火山灰和多孔的泡沫石,人們擔心年輕的小島會被海浪吞掉。
但火山在不停地噴發,熔岩如注般地湧出,小島不但沒有消失,反而在不斷地擴大長高,經過1年的時間,到1964年11月底,新生的火山島已經長到海拔170米高,1700米長了,這就是蘇爾特塞島。經過海浪和大自然的洗禮,小島經受了嚴峻的考驗,巍然屹立於萬頃波濤的洋面上,而且島上居然長出了一些小樹和青草。
兩年之後,1966年8月19日,這座火山再度噴發,水汽柱、熔岩沿火山口衝出,高達數百米,噴發斷斷續續,直到1967年5月5日才告一段落。這期間,小島也趁機發育成長,快時每晝夜竟增加面積O.4公頃,火山每小時噴出熔岩約18萬噸。
海底火山的分布相當廣泛,大洋底散布的許多圓錐山都是它們的傑作,火山噴發後留下的山體都是圓錐形狀。據統計,全世界共有海底火山約2萬多座,太平洋就擁有一半以上。這些火山中有的已經衰老死亡,有的正處在年輕活躍時期,有的則在休眠,不定什麼時候蘇醒又「東山再起」。現有的活火山,除少量零散在大洋盆外,絕大部分在島弧、中央海嶺的斷裂帶上,呈帶狀分布,統稱海底火山帶。太平洋周圍的地震火山,釋放的能量約佔全球的80%。海底火山,死的也好,活的也好,統稱為海山。海山的個頭有大有小,一二公里高的小海山最多,超過5公里高的海山就少得多了,露出海面的海山(海島)更是屈指可數了。美國的夏威夷島就是海底火山的功勞。它擁有面積l萬多平方公里,上有居民10萬餘眾,氣候濕潤,森林茂密,土地肥沃,盛產甘蔗與咖啡,山青水秀,有良港與機場,是旅遊的勝地。夏威夷島上至今還留有5個盾狀火山,其中冒納羅亞火山海拔4170米,它的大噴火口直徑達5000米,常有紅色熔岩流出。1950年曾經大規模地噴發過,是世界上著名的活火山。
海底山有圓頂,也有平頂。平頂山的山頭好像是被什麼力量削去的。以前,人們也不知道海底還有這種平頂的山。第二次世界大戰期間,為了適應海戰的要求,需要摸清海底的情況,便于軍艦潛艇活動。美國科學家普林頓大學教授H·H·赫斯當時在「約翰遜」號任船長,接受了美國軍方的命令,
負責調查太平洋洋底的情況。他帶領了全艦官兵,利用回聲測深儀,對太平洋海底進行了普遍的調查,發現了數量眾多的海底山,它們或是孤立的山峰,或是山峰群,大多數成隊列式排列著。這是由於裂谷縫隙中噴溢而出的火山熔岩形成的。這是人類首次發現海底平頂山。這種奇特的平頂山有高有矮,大都在200米以下,有的甚至在2000米水深。凡水深小於200米的平頂山,赫斯稱它為「海灘」。1946年,赫斯正式命名位於200以深的平頂山為「蓋約特」。
赫斯發現海底平頂山之後,當時非常納悶,他苦苦思索著:山頂為什麼會那麼平坦?滾圓的山頭到哪兒去了?後來,經過科學家門潛心地研究,終於解開了這個謎。原來海底火山噴發之後形成的山體,山頭當時的確是完整的,如果海山的山頭高出海面很多,任憑海浪怎樣拍打沖刷,都無法動搖它,因為海山站穩了腳跟,變成了真正的海島,夏威夷島就是一例。倘若海底火山一開始就比較小,處于海面以下很多,海浪的力量達不到,山頭也安然無恙。只有那些不高不矮,山頭略高于海面的,海浪乘它立足不穩,拚命地進行拍打沖刷,經歷年深日久的功夫,就把山頭削平了,成了略低于海面、頂部平坦的平頂山。
海底溫泉
現在的海底有無溫泉?海底的溫泉是什麼樣子?近20年來,經過科學家反覆調查,發現現在的大洋底也有溫泉,可惜一般人無法看到。只有等到有朝一日,具備了到大洋底旅遊的條件時,大家才可能去一飽眼福。
1977年10月,美國科學家乘「阿爾文」號深潛器,來到東太平洋海隆的加拉帕格斯深海底,在大斷裂谷地進行考察時驚奇地發現:這裡的海底上,聳立著一個個黑色煙囪狀的怪物,它的高度一般為2—5米,呈上細下粗的圓筒狀。從「煙囪」口冒出與周圍海水不一樣的液體,這裡的溫度高達350℃。在「煙囪」區附近,水溫常年在30℃以上,而一般洋底的水溫只有4℃,可見,這些海底「煙囪」就是海底的溫泉。
在如此高溫的大洋底,有活著的生物嗎? 科學家進一步考察,發現在海底溫泉口周圍,不僅有生物,而且形成了一個新奇的生物樂園:有血紅色的管狀蠕蟲,像一根根黃色塑料管,最長的達3米,橫七豎八地排列著,它用血紅色肉芽般的觸手,捕捉、濾食水中的食物。這些管狀蠕蟲既無口,也無肛門,更無腸道,就靠一根管子在海底蠕動生活。但它的體內有血紅蛋白,觸手中充滿血液。有大得出奇的蟹,沒有眼睛,卻無處不能爬到;又大又肥的蛤,體內竟有紅色的血液,它們長得很快,一般有碗口大。還有一種狀如浦公英花的生物,常常幾十個連在一起,有的負責捕食,有的管著消化,各有分工,忙而不亂。這裡的生物很有特色,其樂融融,成了真正的「世外桃園」。科學家稱這裡為「深海綠洲」。這裡處在水下幾千米的海底,沒有陽光,不能進行光合作用,沒有海藻類植物,這裡的動物靠什麼生活呢?科學家們研究認為:這裡水中的營養鹽極為豐富,是一般海底的300倍,比生物豐富的水域也高3—4倍。這裡的海洋細菌,靠吞食溫泉中豐富的硫化物而大量迅速地蔓延滋生,然後,海洋細菌又成了蠕蟲、蝦蟹與蛤的美味。在這個特殊的深海環境里,孕育出一個黑暗、高壓下生存的生物群落。看來,「萬物生長靠太陽」的說法,在這裡不適用了。這是科學家們意外的發現。但是,實驗表明,這個深海底特殊的生物樂園,生命力是脆弱的,一旦把它們移到海面,在常壓情況下,它們一個個都命不久長,死的死,爛的爛,頃刻間土崩瓦解。
海底溫泉,不但養育了一批奇特的海洋生物,還能在短時間內,生成人們所需要的寶貴礦物。那些「黑煙囪」冒出來的熾熱的溶液,含有豐富的銅、鐵、硫、鋅,還有少量的鉛、銀、金、鈷等金屬和其他一些微量元素。當這些熱液與4℃的海水混合後,原來無色透明的溶液立刻變成了黑色的「煙柱」。經過化驗,這些煙柱都是金屬硫化物的微粒。這些微粒往上跑不了多高,就像天女散花從煙柱頂端四散落下,沉積在煙囪的周圍,形成了含量很高的礦物堆。人們過去知道的天然成礦歷史,是以百萬年來計算的。現在開採的石油、煤、鐵等礦,都是經歷了若干萬年後才形成的。而在深海底的溫泉中,通過黑煙囪的化學作用來造礦,大大地縮短了成礦的時間。一個黑煙囪從開始噴發,到最終「死亡」,一般只要十幾年到幾十年。在短短几十年的時間裡,一個黑煙囪,可以累積造礦近百噸。而且這種礦,基本沒有土、石等雜質,都是些含量很高的各種金屬的化合物,稍加分解處理,就可以利用。這是科學家在海底溫泉的重大發現。
這種海底溫泉多在海洋地殼擴張的中心區,即在大洋中脊及其斷裂谷中。僅在東太平洋海隆一個長6公里、寬0.5公里的斷裂谷地,就發現十多個溫泉口。在大西洋、印度洋和紅海都發現了這樣的海底溫泉。初步估算,這些海底溫泉,每年注入海洋的熱水,相當於世界河流水量的三分之一。它拋在海底的礦物,每年達十幾萬噸。
在陸地礦產接近枯竭的時候,這一新發現的價值之重大,就不言而喻了。
(左圖)海底溫泉口周圍,有血紅色的管狀蠕蟲,像一根根黃色塑料管,最長的達3米,橫七豎八地排列著,它用血紅色肉芽般的觸手,捕捉、濾食水中的食物。
海底沉積物
在地中海南岸,有個叫突尼西亞的地方,它附近的馬迪亞海區水下40米處,人們發現有許多埋在淤泥中的大理石柱,據歷史學家考證是2000年前的文物。這一發現公布之後,引起奧地利考古學家的興趣,即刻組織潛水員前往現場考察。他們在那裡,發現了一些古代的拱橋和少有的大型建築。經過進一步研究,認為這是古代的一座城市。在人類歷史的長河中,由於海陸變遷、地震、火山、暴潮、洪水和戰爭等天災人禍,一些城市、村鎮、港口等沉入海底;至於因大風、巨浪、冰山碰撞、海戰等原因葬身魚腹的艦船,那就更多了。隨著科學與潛水打撈技術的提高,這些沉睡海底的寶藏,遲早要與世人見面。1991年,前蘇聯和加拿大兩國科學家組成的聯合考察隊,對沉沒在海底79年的「泰坦尼克」號船,進行了科學考察,
並製作了160個小時的錄像,詳細地記錄了這條豪華客輪在深海環境下發生的變化。
「泰坦尼克」號,於1912年4月,從南安普敦港首航紐約時,不幸撞上一座巨大的冰山,沉沒在北大西洋4000米以下的海底,導致1500名乘客喪生。
海洋在地球上已存在40億年了。在這漫長的地質年代裡,由陸地河流和大氣輸入海洋的物質以及人類活動中落入海底的東西,包括軟泥沙、灰塵、動植物的遺骸、宇宙塵埃等,年積月累、日久天長,已經多得無法計算了。科學上把這些東西統稱為海底沉積物。 1995年5月5日,新華社報道,我國科學家在塔里木盆地發現巨大的海相生油田。塔里木盆地處祖國大西北內陸,面積56萬平方公里,差不多有4個山東省那麼大。科學家考證,在l億多年以前,那兒曾是波濤洶湧的海洋。後來,由於喜馬拉雅造山運動,將它推俯擠壓和抬高,由海洋變為陸地,最後變成一片沙漠。當年在塔里木海洋中,生長茂密的生物群和掩埋在海底的大量沉積物中的有機質,在高壓高溫和特殊的地層環境中,變成了今天發現的大油田。石油深藏在地下5000米的地方,這5000米的地層,有很大一部分就是海底的沉積物,現在也變成了岩石或化石。
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