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第2章 大洋的构造

我们在看地球仪的时候会发现,地球的表面不是光滑的,而是凸凹不平的。那么海底的真实面目是怎样的呢?让我们一起来探讨这个话题吧。海底并不是平滑的,而是由无数的海沟、大陆架、大陆坡、峡谷、火山等等不同的地质构造共同构成的。首先我们来了解一下大陆坡与峡谷。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,从十几千米到几百千米,平均宽度约70千米,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2800万平方千米,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深且大。

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,坡面上常常呈现一系列的台阶,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,整个斜坡覆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河流带来的石块、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彻的大峡谷,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,峡谷两岸的高度差将近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。所以当人们在三峡坐船航行时,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200米宽的岩壁之间。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,谷底也有一层由最新构造运动造成的陡壁,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坡上。

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上是一条笔直的浅平的低洼地。与这水下河谷相接的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。

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向南呈弧状排列着。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。人们送它们一个雅号,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,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。

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11°21′,东经142°12′。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500千米到4500千米不等。世界最长的海沟是印度洋的爪哇海沟,长达4500千米。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多千米。据探测,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40千米至120千米之间,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120千米,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。经过科学家们多年的探测得知,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,自然成了现存的面貌了。

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