第三章 海洋地形地貌大观

1.海陆的过渡地带

在海洋的底部,有险峻的高山和峡谷,也有广阔的平原和盆地,就像陆地一样连绵起伏。从地质学角度讲,海洋边缘的浅海区域,是被海水淹没的大陆,称作大陆边缘,它是厚而轻的陆壳与薄而重的洋壳之间的过渡地带。大陆边缘主要包括大陆架、大陆坡和大陆隆三个地貌类型,下面分别作以介绍。

大陆架

大陆架就是环绕陆地的浅海地带,通常被认为是陆地的一部分。又称为陆棚或大陆浅滩。它是指。大陆架的概念有自然的大陆架与法律上的大陆架之分,两者的含义有关联而又不同。

1.自然的大陆架

自然的大陆架其领域自海岸线(一般取低潮线)起,向海一侧延伸,直到海底坡度显著增加的大陆坡折处为止。陆架坡折处的深度约在20~550米之间,平均深度为130米,也有人把200米等深线作为陆架下限。大陆架平均坡度为0~0.7°,宽度差别较大,在数公里至1500公里间。全球大陆架总面积为2710万平方公里,约占海洋总面积的7.5%。陆架地形大多都较平坦,但偶尔也会出现小的丘陵、盆地和沟谷。除了上面部分基岩露出来,大部分地区都被泥砂等沉积物覆盖。大陆架是大陆的自然延伸,起先是海岸平原,后来因为海面上升而沉于水下,变成一片浅海。

大陆架的形成大多是因为地壳运动或海湾冲刷。地壳的升降运动使陆地下沉,淹没在水中,形成大陆架;海水冲击海岸,产生海蚀平台,淹没在水中,也会形成大陆架。大陆架多分布在太平洋西岸、大西洋北部两岸、北冰洋边缘等。倘若将大陆架海域的水抽干,使大陆架变成陆地,那么大陆架的面貌与大陆基本没什么区别。在大陆架上,有流入海洋的河流冲积而成的三角洲。在大陆架海域中,到处都能发现陆地的影子。泥炭层是大陆架上曾经生长植物的一个印证。泥炭层是指由泥炭形成的堆积层,它含有尚未完全腐烂的植物枝叶,其中有机物的含量极为丰富。黑色或灰黑色泥炭会像燃料一样熊熊燃烧。在大陆架上还会时不时地看到贝壳层,许多被压碎的贝壳堆积在一起,形成不同厚度的堆积层。大陆架上堆积的沉积物,大多都是陆地上的河流带来的泥沙,很少有海洋的成分。除了泥沙,奔腾不息的河流就像传送带,把陆地上的有机物源源不断地输送到大陆架。大陆架由于得到陆地上丰富的营养物质的供应,已变得十分富饶,这里盛产鱼虾,还有丰富的石油天然气储备。大陆架并不是固定不变的,随着地球的地质演变,它也会慢慢地发生改变。

2.法律上的大陆架

由于大陆架有着丰富的资源,所以对大陆架的划分和拥有权,一直以来都是颇具争议的话题。为此,《联合国海洋法公约》中规定,沿海国的大陆架包括陆地领土的全部自然延伸,其范围扩展到大陆边缘的海底区域,如果从测算领海宽度的基线(领海基线)起,自然的大陆架宽度不足200海里,通常可扩展到200海里,或扩展至2500米水深处(二者取小);如果自然的大陆架宽度超过200海里而不足350海里,则自然的大陆架与法律上的大陆架重合;自然的大陆架超过350海里,法律的大陆架最多扩展到350海里。大陆架上的自然资源主权归沿海国所有,但在相邻和相对的沿海国之间,具体如何划分仍存在一些问题。

大陆坡

大陆架下面的部分,坡度明显增加,深度也急剧加大,直到2000~3000米的深度,这个较陡的斜坡,就是大陆坡。它仿佛是一个盆子的周壁,又像是一条长长的带子缠绕在大洋底的周围。它是大陆架伸向海洋的过渡地带,宽度大约在20~100公里,总面积和大陆架相差无几。大陆架与大陆坡合在一起被称为大陆边缘。

大陆坡是如何形成的呢?据上面的介绍我们可知,陆坡是轻而浮起的大陆和重而深陷的洋底之间的接触过渡地带。随着大陆慢慢裂开后,其间会形成狭窄的小海洋。根据地壳均衡原理,新生洋壳的高度要比两侧大陆低,如此一来,必然会在大陆与新洋底之间形成陡峭的新生陆坡。大西洋型大陆边缘的陆坡,曾经就是中生代以来联合古陆破裂形成的地块边壁,此后在海底扩张、大陆漂开和边缘下沉的过程中,由于长期侵蚀逐渐塑造而成。生成不久,还没有被外力作用强烈改造的陆坡,沉积盖层微薄,构造地形与火山地形非常显著,坡度较陡。发育成熟的大西洋型陆坡,不规则的原始地形覆盖了厚厚的沉积层,坡度下降。在太平洋型大陆边缘,陆坡的发育与板块的俯冲或仰冲作用有关,陆坡下部可有俯冲刮削作用形成的增生混杂岩体,褶皱、断裂明显,地形复杂多样。

如果按照地形特点分,大陆坡有两种。一种是地形较为单一、坡度较为均衡,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,大陆坡的坡度突然缓和起来,深度逐渐增加,成为一个上凹形的山麓地带。在大陆坡的斜面上,有一组平行的“海底峡谷”,把大陆坡分为两半。另一种大陆坡地形复杂,坡面凹凸不平,主要分布于太平洋。南海的大陆坡就是这种类型,坡面呈阶梯型,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。平顶高地上有一些粗大的砾石岩屑,而平底凹地里堆积着一些沙子、石块和软泥。这类大陆坡上的海底峡谷谷底也呈阶梯型。除了以上两种类型外,大河河口外围的大陆坡,坡度较为平坦,整个斜坡堆满了河流带来的泥沙。

由于经常有河流经过,再加上海洋的作用,陆坡沉积物所含的有机物较为丰富,如果陆坡上有很厚的沉积层,通常具有良好的油气远景。陆坡区还有人类尚未开发的锰结核、磷灰石、海绿石等矿产。在陆坡一些上升流区,会形成自然的渔场。

大陆基

大陆基是大西洋型大陆边缘,又被称为大陆隆或陆基。是大陆坡坡麓附近各种碎屑堆积物的联合体总称。它一部分堆积在大陆坡上,另一部分覆盖着大洋底,通常分布在水深2000~5000米的地方,面积约为2000万平方公里,占海洋总面积5.55%,在无海沟分布的海区陆基发育较好。大陆基的坡度约为1∶100~1∶700,一般是上部较陡,下部较缓。除了被海底峡谷切开之处及少数海山外,地形大多较为平坦。浊流沿海底峡谷将大量陆源沉积物输送到陆隆地带,大陆基上还有滑塌沉积、等深流沉积、半远洋沉积等。大陆基的主要沉积物是粘土及砂砾,其中以中粉砂为代表。现代大陆基一般沉积速率约4~10厘米/千年。大陆基主要分布于大西洋、印度洋、北冰洋和南极洲的大部分周缘地带,也有少量分布在西太平洋边缘海盆地陆侧,如南海海盆的部分边缘。大陆基宽度不等,约100至数百公里,有的宽度已超过1000公里。

海沟

海沟是太平洋型大陆边缘。沿着岛弧和大陆海岸山脉外侧延伸分布的狭长深海洼地就是海沟。它多为弧形和直线形,分布在大洋边缘,与岛弧或大陆相邻。海沟是一种颇为壮观的海底地貌,长数百至5900公里,宽为40~120公里,水深多为6000~11000米。马里亚纳海沟深达11521米,为世界上最深的海沟,有人曾比喻说,把珠穆朗玛峰放进去,也不会露出水面。

绝大部分海沟呈不对称的“V”字形横剖面,洋侧坡(又称外壁)较缓,陆侧坡(又称内壁)较陡;沟坡上部较缓,下部较陡。平均坡度5~7°,例外的是,汤加海沟有的沟坡达45°。海沟斜坡地形十分复杂,切割较为强烈,有很多峡谷、台阶、堤坝和洼地等。沟底可被沉积物充填成相对较窄的平底,沉积物多属红粘土、硅质沉积,也有来自相邻大陆或岛弧的浊流沉积、滑塌沉积。厚度通常在1公里以下。海沟与洋盆之间,经常有随着海沟走向延伸的宽缓海底高地,高出洋盆底部200~500米,称为外缘隆起。海沟始终与板块俯冲的倾斜震源带伴生。板块的俯冲带动洋底下倾、陷落,从而地球上最低的地方——海沟就形成了。

大陆边缘的类型

按照地形及构造特征,可分为以下几种:①被动大陆边缘,也称大西洋型大陆边缘、稳定大陆边缘、离散大陆边缘和拖曳大陆边缘等。由陆架、陆坡和陆隆组成。地形平坦宽阔,无海沟发育。它位于板块内部,构造上相对稳定。主要分布于大西洋周缘,印度洋北、西部和东南部边缘,北冰洋及南极洲周缘。②活动大陆边缘,又称主动大陆边缘、太平洋型大陆边缘和汇聚大陆边缘等。其陆架狭窄,坡度较大,陆隆为深邃的海沟取代。地形复杂,凹凸不平,是漂移大陆的前缘,属板块俯冲边界。地震、火山的发生较为频繁,构造运动强烈。主要分布于太平洋周缘及印度洋东北缘。③转换型大陆边缘,也称剪切型大陆边缘,它的形成与沿转换断层的走向滑动有关。可以是活动的,以浅源地震为典型标志,常构成海脊与盆地间列的大陆边缘,如加利福尼亚湾沿岸。也可以是被动的,其陆架狭窄,如几内亚湾北缘。大陆边缘,特别是被动大陆边缘,是地球上最重要的沉积物集聚区,沉积量占海洋沉积物总量的50%还要多,含有丰富的油气等矿产资源,具有良好的勘探前景。

2.海洋中的岛屿

在海洋里,无论是在大陆架,还是在大陆披上,或是在大洋底区域里,都有或大或小的露出水面的陆地,我们把这样的陆地称为海洋中的岛屿。

根据岛屿的成因、分布情况和地形的特点,海岛可分为堆积岛、大陆岛和海洋岛三种类型,还有一种较特殊的珊瑚岛。

大陆岛

什么是大陆岛呢?大陆岛其实最初也属于大陆,多分布在离大陆不远的海洋上。大陆岛的形成主要是陆地局部下沉或海洋水面普遍上升,下沉的陆地、地势较低的地方被海水淹没,高的地方仍露出水面。露出水面的那部分陆地,就成为海岛。我国的舟山群岛、台湾岛、海南岛以及沿海的一些小岛,都是这种类型的岛。还有一些大陆岛是历史上大陆在漂移过程中被甩下的小陆地,如新西兰、马达加斯加岛等。大陆岛也有大小之分。但世界上的大岛都是大陆岛。如格陵兰岛、伊里安岛、加里曼丹岛、马达加斯加岛,是世界上的四大岛。

在地貌上,大陆岛与大陆的特征十分相似。在我国的山东半岛和辽东半岛的丘陵海岸,地势不是特别高,所以附近的海岛海拔也不太高,面积也都不超过30平方米。而在山峰纵横的东南沿海,海岛不仅多,而且海岛的海拔、面积也较大。我国面积大于100平方公里的大岛几乎都分布在这里。在美丽广阔的大岛上,有平原、丘陵和山地,远望山峦叠起,近看悬崖陡壁,山峰直刺青天。如:海南岛的五指山山脉,海拔为1867米;台湾岛的台湾山脉,海拔在3000~3500米。

火山岛

由海底火山喷发物堆积而成的岛屿称为火山岛。海底火山熔岩不断堆积,直到厚度颇大,最终突出在海面上。火山岛按照其性质可分为两种类型,一种是大洋火山岛,它与大陆地质构造没有联系;另一种是大陆架或大陆坡海域的火山岛,它与大陆地质构造有联系,但又与大陆岛不同,是介于大陆岛大洋岛之间的一个过渡类型。

火山岛大多分布在环太平洋地区,著名的火山岛群有阿留申群岛、夏威夷群岛等,其中,构成夏威夷群岛的熔岩堆,要足足高出大洋底9700米。

火山岛

在我国,火山岛并不多见,总数不过百十个左右,主要分布在台湾岛周围;在渤海海峡、东海陆架边缘和南海陆坡阶地仅有零星的几个。台湾海峡中的澎湖列岛(花屿等几个岛屿除外)是以群岛形式存在的火山岛;台湾岛东部陆坡的绿岛、兰屿、龟山岛,北部的彭佳屿、棉花屿、花瓶屿,东海的钓鱼岛等岛屿,渤海海峡的大黑山岛,细纱中的高尖石岛等,都是孤立于海洋中的火山岛。它们都是第四纪火山喷发而成,形成这些火山岛的火山现在都已经停止喷浆。

火山所喷发出的熔岩一边堆积增高,一边从火山口宁静溢出,好像煮沸的米汤从锅里沸泻出来一样,使火山岛形成圆锥形的地形,被称为火山锥。它的顶部为大小、深浅、形状不同的火山口。火山喷发的地方大多都会形成地势崎岖的丘陵。我国的火山岛主要是玄武岩河安山岩火山喷发形成的。玄武岩浆粘度较稀,喷出地表后,向外流淌,由此形成的火山岛的坡度较小,面积较大,高度较低,其表面是起伏不大的玄武岩台地,如澎湖列岛。安山岩属中性岩,岩浆粘度较稠,喷出地表后,流动较慢,并随温度的下降而迅速凝固,碎裂的岩块从火山口向四周滚落,形成地势高峻、坡度较大的火山岛,如绿岛和兰屿。如果火山喷发量大,次数多,时间长,火山岛的高度和面积自然而然也会随之增大。

经过多次复活喷发、崩塌,以及很多年风化剥蚀形成,岛上岩石破碎并逐步土壤化,因而火山岛会出现动物和植物。因成岛时间、面积大小、物质组成和自然条件的差别,火山岛的自然条件也并都是相同的。澎湖列岛上土地瘠薄,常年吹着狂风,植被稀少,岛上景色单调。绿岛上地势高峻,气候宜人,树木花草漫山遍野,海上风光异彩纷呈。

珊瑚岛

珊瑚岛是海洋岛的一种。大多分布在热带海洋中,它的形成与大陆的构造、岩性、地质演化历史无关,因此,珊瑚岛和火山岛被人们合称为大洋岛。

珊瑚岛是由海洋中的珊瑚虫遗骸构成的岛屿。珊瑚虫死后,其身体中所含的胶质能把各自的骨骼结在一起,一层粘一层,天长日久就了礁石。珊瑚岛的外表覆盖着一层磨碎的珊瑚粉末——珊瑚砂和珊瑚泥。按其形态划分,可将珊瑚岛分为岸礁、堡礁和环礁三种类型:岸礁沿大陆或岛屿岸边生长发育,形状似长条,主要分布在南美的巴西海岸及西印度群岛;堡礁又称堤礁,是离岸距离较远的堤状礁体,与岸之间有泻湖分布,最为著名的就是澳大利亚东海岸外的大堡礁;环礁分布在大洋中,它的形状多样化,但最多的还是环状,主要分布在太平洋的中部和南部,而且多是群岛。

冲积岛

冲积岛也称冲击岛。它是陆地上的河流携带着泥沙流向海里,沉淀下来形成的海上陆地。陆地的河流流动速度比较快,带着上游冲刷下来的泥沙流到宽阔的海洋后,流速就会变得缓慢,泥沙就沉积在河口附近,久而久之,越积越多,逐步形成高出水面的陆地,也就是冲积岛,它有“海中田园”的美称。

世界上许多河流入海处都会产生一些冲积岛。我国共有400多个冲积岛,地处我国长江口的崇明岛,是我国乃至世界上最大的河口冲积岛。我国第二大冲积岛是湖北枝江长江中的百里洲。冲积岛的地质构造与河口两岸的冲积平原相同。冲积岛地势低平,它的四周环绕着许多滩涂。

崇明岛

形成冲积岛的原因各不相同。我国长江口的沙岛是由于涨落潮流不一所致,形成暖流区,是泥沙不断堆积而形成的。珠江口沙岛成因不一,有的是因河心滩发育而成;有的是由于河流中油岩岛阻挡产生河汊,在河汊流速较慢的一侧泥沙沉积而成沙垣,再逐渐形成沙岛;有的由河口沙嘴发育而成,最典型的是台湾岛浊水溪三角洲外的一系列沙岛;还有一种是由波浪侵蚀沙泥海岸,从海岸分离出小块陆地,也成了冲积岛,不过这种冲积并不多见。

我们知道,冲积岛主要由泥沙形成,因此它的结构比较松散,性质不稳定。如果周围的水流条件发生改变,岛的面积就会随之涨大或缩小,形态也会变化。河口地区的冲积岛,每逢遇到强潮倒灌或洪水倾泻,强烈的冲蚀会使岛四周形态发生改变。大多数情况下,在冲积岛屿河流和潮流平行的两边,总是一边经受侵蚀,一边逐渐淤积,日积月累,便形成长条形岛屿;有的冲积岛会冲蚀消失;有的岛屿则会不断成长,最终与陆地形成一体。

冲积岛的地貌形态比较简单,地势平坦,海拔只有几米,有些有绿荫覆盖,有些则是满目黄沙。在土壤化较好的冲积岛上,也可以种些林木、绿草或庄稼来保护岛屿。

地处长江口门户崇明岛是世界上最大的河口冲积岛,中国第三大岛,成陆已有1300多年历史,现有面积1267平方公里,户籍人口63.5万人。全岛地势平坦,土地肥沃,林木茂盛,物产富饶,是有名的鱼米之乡。东濒东海,南与浦东新区、宝山区和江苏省太仓市隔江相望,北同江苏省海门、启东两市一水之隔。总面积1411平方千米。形如一春蚕,东西长,南北狭。在它的旁边还有横沙、长兴两岛。崇明岛的形成与长江江口的演变相联在一起。由于长江口有着向东南伸展,且口门沙岛有不断北靠的趋势,因此,从前的崇明岛与现在的位置和形状相差甚远。

崇明县目前辖有13个镇和3个乡。县政府所在地城桥镇是全县的政治、经济和文化中心。2006年底全县户籍人口为69.98万人,比上年减少1408人,外来流动人口11.1万人,人口出生率5.93%,死亡率8.33%,自然增长率-2.4%。民族以汉族为主,另有蒙古族、回族、满族、壮族、白族、彝族、朝鲜族、维吾尔族、布依族、哈尼族、土家族、藏族等少数民族。

历史据考,约在1000多年前的唐朝,长江口门在今扬州、镇江一带,那时的口门沙岛只是江中的两个小沙洲,称为东沙和西沙,面积亦甚小,约数十平方公里。岛上先民从附近江苏丹阳、句容等地迁来,以打渔为生。到了唐神龙元年(705年),始建立崇明镇于西沙,大概这是最早“崇明”两字的出现。在这以后,崇明岛不断顺江下移,下涨上坍,于宋朝已在西沙西北面张出了姚刘沙、东北面堆积而成了三沙,而原来的东沙和西沙则渐渐被崩塌冲走。接下来,三沙的命运亦和东沙、西沙一样,逐渐地被冲涨,旧去新来,在其下侧堆积形成了马家浜、平洋沙,长沙等沙洲,其中的长沙即是现在崇明岛的前身。

在历史的长河中,许多沙岛依次北靠或被冲坍消失了,然崇明岛发展到今日,正处于其顶峰时期。崇明岛亦是不稳定的,就连其县城亦是一再迁移。至明万历十一年(1583年),此前崇明县城已经有了五次大搬家。到了清朝光绪年间(1875~1908年),长沙南岸迅速地淤涨起来。后经当地百姓建石塘石坝等,制止了淤涨的势头,县城才得以保持并稳定下来。

崇明人民具有光荣的革命传统。明代抗倭斗争中,崇明“沙兵”以英勇著称。1921年秋,崇明西沙农民暴动,毛泽东在当时的中共中央机关报《向导》周报上著文介绍这一壮举。1926年9月,中共江浙省委特派员陆铁强、俞甫才回崇,建立了全国较早的农村基层党组织。在长期革命斗争岁月中,许多崇明儿女为中国人民的革命事业献出了宝贵的生命。

崇明岛水洁风清,到处都有未经人工斧凿的天然风光。早在明清两代,岛上就有“金鳌镜影”、“吉贝连云”、“玉宇机声”等瀛洲八景。如今。崇明岛风光更加旖旎。绿树成荫的200多公里环岛大堤,犹如一条绿色巨龙,盘伏在长江口上。清晨,登上大堤东端,欣赏东海日出,不减泰岱奇观;傍晚,立于大堤西侧,饱览长河落日,耳听归舟晚唱,令人心旷神怡。岛上有众多的历史名胜和人文景观。有面向浩瀚江水的瀛洲公园;千姿百态的城桥镇澹园;还有金鳌山、寿安寺、孔庙、唐一岑墓、明潭、郑成功血战清兵的古战场等遗址;有面积达5400多亩的华东地区最大的人造森林——东平林场。近年来,由于加强了各旅游景点的建设,海内外观光旅游者源源不断,仅1997年前来观光的游客近百万人次。最近,崇明县政府就进一步开辟岛上的旅游资源,提出了今后五年旅游业开发的总体规划。它包括加快和完善中部东平国家森林公园度假区;中南部文化旅游区;西部绿华水上游乐度假区;东部东海瀛洲大乐园旅游区,并逐步建设成为大上海富有特色的休闲旅游胜地,最终建成我国乃至东南亚地区屈指可数的国家级旅游度假区。崇明岛是整个上海发展空间和发展潜力最大且投资成本最低的地区。作为上海市经济发展战略“三步走”的第三步,21世纪崇明将拉开大开发,大开放的帷幕。规划到2020年崇明将建成全国开放度最高的绿色食品开发园区、国家级旅游度假区和国际金融贸易区。即时,崇明岛将成为远东最繁华的岛屿。

崇明岛上,地势平坦,景观如同江南田地,初到崇明岛的人,甚至感觉不到已到了岛上。一片片绿油油的庄稼、一道道灌溉用的水渠,村落密布,道路交错,并无一般海岛的荒凉感觉。

但是,作为海岛,崇明岛当然有其一些独特的资源与景观。大致有三样特别之景:一曰蟹多。崇明岛上,尤其在近海边的泥滩上,到处是小蟹,几乎黑压压的布满滩面。游人行走滩面,小蟹们受到惊吓,纷纷逃入滩上无粉的洞穴,速度之快,令人惊叹!可以说,即使你以最快的速度俯身抓拾,也难碰触到它们半点。当然,滩面上蟹穴满地,用“千疮百孔”形容之,绝不为过。所以,崇明岛又有“蟹岛”之美名。加上崇明方言,把“啥”字亦念成“蟹”字之音,听来亦颇为别致。尤其是当地渔民百姓用土产蟹来款待你时,且又要客气地说:“没啥哈(“蟹蟹”),吃点蟹吧!”初到沉得十分有趣,即使以后回顾,亦会感到此番经历又是何处可觅呢!

崇明岛的第二大特色是海滩芦苇成林,可称其为“环岛绿色长城”了。由于芦苇适宜于滩地生长,且长势甚猛,在崇明岛北岸及东南岸团结沙一带,我们曾看到宽达数公里的芦苇带。人行其中,似觉无边无际,可能当年沙家浜的芦苇荡之规模亦不过此。芦苇之初用,不仅可护岸促淤,而且可作造纸之原料。

第三大特色是岛身形状迁徙无常,始终处于迅速的演变过程中。不像基岩岛屿,千百年来基本上维持着相对稳定的状态,崇明岛却自始至终演变不断。现在还在酝酿着堵塞北支等工程。看来我国这个第三大岛演变成为长江口北岸陆地那个日子的到来要比预见的更早些。

崇明岛还有一个美丽的古称:“东海瀛洲”。相传在远古东海之中有一瀛洲侧境,是神仙居处,但这个仙岛没有稳固下来,一直飘忽不定。秦始皇和汉武帝先后派人到东海之上四处寻找,都没有找到。后来到了明朝,朱元璋皇帝把“东海瀛洲”四个字赐给了崇明岛。从此,崇明岛便有了古瀛洲的美名了。由柳洪平创建。

3.海底的盆地

海洋深处并不像海面那样善变,一会儿风平浪静,一会儿波涛汹涌。海底的变化漫长而深刻。在海洋的底部有许多低平的地带,周围是相对较高的海底山脉,这种类似陆地上盆地的构造称为大洋盆地,简称为海盆或者洋盆。它是构成大洋底的主要部分,深度一般在2500~6000米。

在现代社会上,深海钻探技术已提高许多,通过深海钻探可以了解到海底沉积物的类型和变化。根据实际钻探的结果显示,世界各大洋洋底的地壳都很年轻,一般不超过1.6亿年。我们知道,海洋的年龄距今已有18亿年。地球上的海洋如此古老,为什么大洋洋盆的盆底这么年轻呢?这个问题一直是人们心中一个疑惑,直到大陆漂移说再次盛行。大陆漂移说的创始人魏格纳说:“2亿年前曾经存在一块联在一起的古大陆,在古大陆的周围存在着一个泛大洋,后来古大陆分裂成几个大碎块,并且各自漂移到现在地球上大陆的位置。如今的太平洋比古代的泛大洋已经缩小了很多。”通过科学家的解释我们明白,大洋的盆底从中间裂开,裂开处涌出大量炙热的岩浆,遇到冰冷的海水后立即凝固形成岩石。裂口处不断涌出岩浆,将新的地层把先前生成的岩石地层向周围挤压推移,经过上亿年的演变,就形成了现在这种海底年龄周边岩石的年龄最大,而洋底岩石的年龄最小的情况。其实,这个地壳演变过程从地球诞生起就一直没有停止过。在漫长的地质年代里,那些塌陷的部分逐渐形成了我们现在看到的大小不一的海盆。

太平洋洋盆是地球上最大、最深的洋盆,分布于亚洲、大洋洲、南极洲和美洲之间。包括属海的面积为18134.4万平方公里,不包括属海的面积为16624.1万平方公里,约占地球总面积的1/3。从南极大陆海岸延伸至白令海峡,跨越纬度135°,南北最宽达15500公里。它是印度洋和大西洋面积的总和。

大西洋洋盆是世界第二大洋盆,也是世界上最长的洋盆,分布于欧洲、非洲和美洲之间,南连南极洲,北接北冰洋,形状细长,呈S形弯曲。

印度洋洋盆是世界上最为复杂的,分布于亚洲、非洲、大洋洲和南极洲之间,形状扁平,东西长、南北短,大部分位于赤道周围。

北冰洋洋盆分布于欧亚大陆和北美大陆之间,基本上以北极为中心。北冰洋的洋盆基本都呈椭圆形。

4.奇特的海底山脉

人有脊梁,船有龙骨。这是因为有了它们,人才能立于天地之间,船才能行于大海之上。可你知道吗?海洋也有脊梁,大洋中脊就是它的脊梁。

大洋中脊又称中洋脊、中隆或中央海岭,是海底狭长绵亘的高地,纵贯太平洋、印度洋、大西洋和北冰洋,彼此相连,长达8万公里。在板块构造模式中,大洋中脊顶部标出了海底扩张轴线,属分离型板块边界。它既是巨大的海底地形单元,也是最重要的海底构造部分。

在19世纪70年代,英国“挑战者”号调查船驶入海洋,进行环球考察。驶到北大西洋中部时,发现有一条巨型海底山系。但直到1925~1927年间,通过法国“流星号”调查船的回声测探仪,对大西洋水深进行了详细的测量,证实了整个大西洋底纵列着一条长达17000公里的大洋中脊。1956年,美国学者进一步指出,其实世界各大洋底部都存在有大洋中脊。

大洋中脊分布在大西洋中间,走向与大西洋东西两岸大体平行,呈S形纵贯南北。由于这条巨大山脉像大西洋的脊梁,因而取名为大西洋中脊。自北极圈附近的冰岛开始,曲折蜿蜒直到南纬40°,长达1.7万公里,宽约1500~2000公里不等,约占大西洋的1/3。

印度洋的洋脊大多也都居中,有三条分支,呈入字形展布,通称印度洋中脊。这三条分支分别称为:中央印度洋海岭、西南印度洋海岭和东南印度洋海岭。太平洋的洋脊则分布于东部,且两坡比较平缓,故称东太平洋海隆。三大洋洋脊北端伸进大陆或岛屿,南端则彼此紧密相连。大西洋中脊向北延伸,穿过冰岛,与北冰洋中脊交汇在一起。

西洋中脊的峰呈锯齿形,大洋中脊体系环球绵延数万公里,宽数百至数千公里。其总面积约占整个海洋面积的1/3,是陆地山脉的总和。大洋中脊高于两侧洋底,但高度各不相同,有的部分高出海底5000多米,平均高度为3000多米。各大洋中脊顶部的平均水深大多在2500~2700米之间。局部露出水面成为岛屿,比如说冰岛。脊顶上覆盖的沉积物极薄或缺失,其地形凹凸不平。次一级的岭脊与谷地相间排列,并与中脊走向平行延伸。两侧大多是由海山群和深海丘陵组成。自脊顶向两缘地带,随着沉积层逐渐增厚,地形起伏也逐渐平缓,向下过渡为深海平原。纵向延伸的中央裂谷和横向断裂带(又称转换断层),是大洋中脊最典型的特征。大洋中脊轴部经常爆发地震和火山,故又称活动海岭。总体来说,大西洋中脊和印度洋中脊的地形比较崎岖,东太平洋海隆则较宽阔平坦。

关于大洋中脊的形成原因,人们常用海底扩张说和板块构造说来解释。这两种学说认为,中脊轴部是海底扩张的中心,热地幔物质沿脊轴不断上升形成新洋壳,故中脊顶部的热流值甚高,火山爆发频繁。中脊的隆起部分实际上是脊下物质经过热膨胀形成的。受地幔对流的影响,新洋壳自脊轴向两侧扩张推移。在扩张和冷却的过程中,软流圈顶部物质逐渐凝固,转化为岩石圈,致使岩石圈随远离脊顶而增厚。冷却凝固伴随着密度增大、体积缩小,洋底岩石圈在扩张增厚的过程中逐渐下沉,从而就形成特点为轴部高、两侧低的巨大海底山系。

5.海峡与海湾

广袤无垠、浩瀚辽阔的海洋上,分布着星罗棋布、景色美丽的海岛和风急浪高、有“海洋咽喉”之称的海峡。在海洋的边缘,又分布着众多水深浪小、有“海上走廊”之称的海湾。在自然地理上,海峡和海湾是两个重要的组成部分,同时也与人类的生活密切相关。

海洋咽喉——海湾

三面被大陆环绕,另一面为海,就是我们所说的海湾,它的形状呈U形或圆弧形。通常以湾口附近两个对应海角的连线作为海湾最外部的分界线。地球上有大大小小、数量众多的海湾,如我国的辽东湾、渤海湾和杭州湾等,世界范围内如波斯湾、孟加拉湾和墨西哥湾等。海湾所占的面积通常要比峡湾大,它的深度和宽度一般由外海或大洋向内陆方向呈递减趋势。

渤海湾

海湾广泛分布于北美洲、欧洲和亚洲沿岸。在名称上,有的海和湾不加区别,如阿拉伯海其实是海湾,墨西哥湾其实是海。一般情况下,海湾内的水体相对平静,风浪波动小,泥沙堆积较多。所以,海湾是海洋渔业资源较为丰富的区域,也是人类开发旅游行业的重要阵地。

海湾是如何形成的呢?主要原因有:①由于伸向海洋的岩海岸带性软硬程度不同,较软的岩层会因为受到侵蚀而向陆地凹进,逐渐形成了海湾;坚硬部分向海突出形成岬角。②当沿岸泥沙纵向运动的沉积物形成沙嘴时,会遮挡住海岸带一侧,从而呈凹形海域。③当海面上升到一定高度时,海洋水流向陆地,岸线变曲折,凹进的部分就会形成海湾。海湾由于两侧岸线的遮挡,在湾内形成波影区,使波浪、潮汐的能量降低。沉积物在湾顶沉积形成海滩。当运移沉积物的能量不足时,这些沉积物会在湾口、湾中形成拦湾坝,分别称为湾口坝、湾中坝。

海上走廊——海峡

海峡是指海洋中相邻的两片海之间的宽度较窄的水道。海峡一般水较深,水流较急,且多涡流。海峡的地理位置特别重要,不仅是交通要道、航运枢纽,而且历来是兵家必争之地。因此,它又有“黄金水道”之称。据统计,全世界共有海峡1000多个,其中适宜于航行的海峡约有130多个,交通流量较大的有40多个。

形成海峡的主要原因是,海水通过地峡的裂缝经长期侵蚀,或海水淹没下沉的陆地低凹处而形成的。海峡内的海水温度、盐度、水色、透明度等水文要素变化较大。海流有的由左、右侧流入或流出,有的由上、下层流入或流出。由于海峡中具有不同海区的两种水体,因此,上、下或左、右两海区的水文要素差别很大。海峡底质多为坚硬的岩石或沙砾,很少堆积细小的沉积物。

6.海洋沉积物

海洋沉积物可分为机械的、化学的和生物的3种类型。整个海洋底都有沉积物,但以大陆架上的沉积物数量大、种类多。大陆架是海洋中最重要的沉积区域。海洋沉积物质主要是由河流、风等带入海洋的碎屑物质,其次是生物遗体、微生物分解物质等有机质成分。此外,沉积物中还有少量的由火山喷发堕入海中的火山灰,以及来自宇宙空间的陨石和宇宙尘粒等。海洋沉积物与海洋沉积环境密切相关。一般按不同海水深度的海洋沉积环境将海洋沉积物分为:滨海带(高潮线与低潮线之间水域)沉积物、浅海带(低潮线~200米深水域)沉积物、半深海(200~2500米水域)沉积物和深海(水深大于2500米的水域)沉积物。

滨海带沉积物

主要是分布在海滩、潮滩地带的机械碎屑,即不同粒度的砂、砾石和生物骨骼、壳体的碎屑等。

浅海带沉积物

浅海带占海洋面积的25%,但这一海域的沉积物却占海洋全部沉积物的90%。浅海沉积物有3类:碎屑沉积物主要是沙质级的;生物沉积主要是生物遗体形成的沙和泥,它们的成分主要为碳酸钙质;化学沉积物主要是来自大陆的氧化物和氢氧化物的胶体,与海水电解质相遇时,絮凝而成。

半深海沉积物

通常以陆源泥为主,可有少量化学沉积物和生物沉积物。

深海沉积物

深而开阔的大洋底部的沉积物。水深一般>2000米,以生物作用和化学作用的产物为主,其次为陆源矿物质、宇宙尘埃及火山喷发物。

海底沉积区域时如何划分的?

我们把海底沉积区域划分为大陆架(大陆浅滩、大陆棚)、大陆坡、大洋槽(大洋底)和深海沟(海渊)。

海底沉积物的年代是研究沉积史的基础。常用的测年方法有相对年代学方法和绝对年代学方法,前者有古生物法、古地磁法、稳定同位素地层学法,后者有各种放射性同位素测年法。

温度、盐度对沉积物流没有影响,不论热带、寒带,盐水、淡水其沉积情况都类似。唯一的差别是:在热带地区常有胶结作用发生,另外还有碳酸盐化作用。

在波浪的作用下,泥砂的移动,是按照组成泥砂颗粒的不同大小,向不同的方向运动的。颗粒较粗大的物质向岸上移动,然后堆积下来,颗粒较细的物质向岸下移动,更细小的物质,常被海水携带到更深的地方去。我们把泥砂的这种移动过程,叫做泥砂按颗粒大小进行的分选作用。波浪力不仅按照泥砂颗粒大小进行分选,而且,还按照泥砂的比重大小进行分选。比重大的物质就不容易被带走,常常被堆积在岸边;而比重小的物质,常被带到很深的地方去。在波浪作用下,沉积物按比重分选常常造成重矿物的自然富集现象。

泥砂的形态变化:泥砂物质在移动的过程中,不但要按照颗粒大小、比重大小进行分选,而且,还被磨损而变得圆滑和更小了。泥砂物质被磨损的速度同波浪的强弱,以及同物质本身的大小、软硬是密切相关的。波浪力量越强,泥砂物质的磨损和磨圆的速度就越快。粗大的物质容易被磨损、磨圆,成为表面很光滑的卵石。而砂粒的磨损速度就慢多了,磨圆的程度也比较差。根据实测资料,投放在海滩上的一块玄武岩,经过三个月就磨成近似圆形了,而细小的物质由于相互碰撞的机会少,磨损的速度就很慢。比较软的物质,特别容易被磨损,常常是很快地就变成颗粒最细小的淤泥。

细小的物质总是向下移动的,这是因为其密度较小,可以随水流而输送得较远的缘故。中等粒级的物质,在微弱的波浪力的作用下,就可以沿着水下岸坡表面分别地向上和向下移动。在向上和向下移动之间,有一个“平衡点”,泥砂在这个平衡点附近只发生摆动。这个“平衡点”,人们称它为“中立线”。不管是“线”,还是“点”,实际上都是一个带,带的范围的扩大,就意味着海岸剖面接近或达到平衡。

较粗大的物质,在一般波动力的作用下是不会使它运动的,只有在大风浪的时候,它们才被抛到岸边。当它们被抛到岸边以后,波浪已破碎化为回流,就再无力把它们带下去了,所以,这些粗大的物质总是留在海边。

在暴风浪或强浪作用下,前滨带的沉积物发生侵蚀作用,泥砂产生分选过程,细颗粒物质或轻矿物回流搬移到近岸海滨带堆积,而重矿物或粗颗粒物质则停留下来。当风暴以后,近岸海滨带的细颗粒泥沙在建设作用下,又向前海滨带搬移和堆积。由于沿岸泥沙来源比较丰富,因而在侵蚀和堆积的反复交替作用下形成粗砂或重矿砂与细砂交互的层理构造。

海湾沉积物的来源及其多寡是海湾沉积作用的重要因素,它影响着海湾的沉积速率、发育演化趋势及开发利用的可能性及方向。沉积物来源主要包括以下4个方面:1。河流输沙,2。沿岸流输沙,3。生物残骸,4。人类活动。受河流输沙的影响,一般由大河注入的海湾其悬浮泥沙含量较高。我国悬浮泥沙含量较高的是位于黄河河口的渤海湾和长江河口的杭州湾。

7.坡上的冲沟

如果有幸乘潜水器来到海底,你会发现从大陆架顺着大陆的斜坡散布着一道道裂谷,这就是海底峡谷,又称水下峡谷。峡谷蜿蜒弯曲,有支谷岔道,谷底向下倾斜,往往从浅海陆架或陆坡上部,一直延伸到水深达2000米以上的陆坡底部。它的规模比陆地上穿过山脉的山涧峡谷还要壮观。

海底上的谷地同陆地上的峡谷是多方面原因形成的,因此并不是每种海谷都能称为海底峡谷。海底峡谷的横剖面呈V或U形。谷壁险峻且带有阶梯状陡坎,谷底有小盆地及高低不等的横脊,大多数峡谷蜿蜒带有分支,谷壁上有大量岩石显露,大多数峡谷都切割在花岗岩层或玄武岩层中,只有少数是直线形轮廓。

少数海底峡谷延伸至大陆架与河流相连接,具有河谷的特征。其的形成主要依靠构造因素与海底浊流的侵蚀作用。大陆坡的海底是地壳最活跃的地带,在形成大陆坡过程中有一系列阶梯状断裂及垂直大陆坡走向的纵向断裂构成海底峡谷的雏形,之后经过浊流及海底滑坡的修饰改造,就形成了现在的模样。

常有许多支谷汇入海底峡谷,使其呈树枝状,但也时有基岩露头。大多数谷壁高出谷底数百以至上千公尺。海底峡谷长度最长的高达320公里以上,不过一般都小于48公里,延伸到大陆坡最陡部分的坡麓以外。有的海底峡谷宽度与深度相等。切割最深的海底峡谷——巴哈马峡谷,其谷壁高差达4400米,是陆上的大峡谷难以相比的。海底峡谷的谷底坡降比陆上峡谷为大,平均约为每公里57公尺。许多海底峡谷近岸谷首的坡度很大,有时达45°。据潜水舱在一个海底峡谷中2100公尺以下深度观察:多见直立、甚至垂悬的谷壁;谷壁常有沟槽或磨光面,宛如被冰川所研磨;谷底常覆盖大砾石或其他粗粒沉积,局部地方基岩裸露;据遥控摄影,有些地方在3公里以下尚有波痕。

从物理特征来讲,海底峡谷分为以下四种类型。

1.海底扇形谷

这种类型的峡谷谷口向外扩张,主要组成部分是海底沉积物。沉积多为扇面形,在许多情况下,这是海底峡谷谷底的延伸。扇形谷的另一特征是谷壁两侧陡峻,高度约为200米。

2.陆架沟渠

这种类型的峡谷是一种穿过大陆架的较浅的谷地,它们的谷壁高度一般在183米以下,而且沟渠多分布在一些大陆架边缘的盆地处。事实上,这种陆架沟渠在海洋底部并不多见。其中,纽约市北郊的哈得逊沟渠、英吉利海峡中的赫德海沟、爱尔兰海中的圣乔治沟渠等是较为典型的。

3.冰蚀槽

这种类型的峡谷多在冰川侵蚀海岸外的大陆架上,其深度通常高于183米。冰蚀槽的底部有一些面积很小的盆地和一些分支。一般冰蚀槽宽度为80公里左右,深度在500~600米。最具代表性的冰蚀槽是劳伦琴冰蚀槽,它从圣劳伦斯湾开始,延伸1000多公里,交汇于萨格纳河外241公里的大陆架边缘处。

4.深海峡

这种类型的峡谷多分布于深海底,其剖面形状似槽形,它们的走向有的与大陆边缘平行,有的与大陆边缘交叉。最为人们所熟知的深海峡谷,是从格陵兰西海岸外出发,一直延伸到格兰德滩尖端外的洋中海峡谷。这条深海峡谷比它周围海底的深度还要深100米,宽度只有2.4~6.4公里。

从古到今,人们对海底峡谷的形成原因一直是众说纷纭,学术界提出了假说,其中最具代表性的有以下几种。

最早的一种说法是,海底峡谷是海浪冲刷的结果。人们想象,海浪有无比巨大的能量,对海底一定会产生巨大的冲刷作用,于是就形成了海底峡谷。这个观点一经提出,立刻遭到了很多科学的质疑。他们认为,海浪不可能对海底产生如此大的侵蚀作用。我们知道,虽然海上狂风怒吼,波浪滔天,但几海洋底却是十分平静的。海浪对几百米之下的海底根本不会造成任何影响。

有些人认为,地震所引发的海啸侵蚀海底,从而形成了海底峡谷。但是,在没有受海啸袭击的地区也存在海底峡谷。再说,如此巨大的海底峡谷仅仅凭借海啸的冲击是无法形成的。可见,用海啸来解释海底峡谷的形成原因,这一说法是难以立足的。

还有这样一种假说,认为海底峡谷可能是由大陆架基底原始断裂不断演化而成的。虽然这一说法得到了很多学者的赞同,但它也仅仅是停留在推断上,没有足够的证据证明。

浊流侵蚀说是一种非常有代表性的说法。在20世纪四五十年代,荷兰海洋地质学家奎年,为了证明海底浊流具有强大的冲击力,用人工方法在水槽中做试验,模拟海底在清水底下流动的浊流,以证明自己的推断。1929年,纽芬兰海岸外的海底电缆在一夜之间沿陆坡向下依次折断。1952年,美国海洋地质学家通过研究发现,这次事件很有可能是强大的海底浊流所为。同时,他们还根据海底电缆依次折断的时间,计算出这股浊流在坡度最大处流速高达28米/秒,在到达6000米的深海平原时,其流速不低于4米/秒,这也成为浊流侵蚀说的证据之一。后来,在大陆架的外缘、在海底峡谷谷底,人们发现有向下游移的砂砾和流痕。这种现象说明,海底峡谷中曾有强大的浊流通过。可是,浊流虽有较强的侵蚀能力,但毕竟海底峡谷的规模很大,单靠深海浊流,是否能切割出深达数百乃至数公里的海底峡谷,是很令人怀疑的。尤其是许多谷壁都是坚硬的岩石,要在这样环境下形成峡谷,也确实不是件容易之事。总之,尽管浊流可能是形成海底峡谷的重要原因,但它一定不是唯一的原因。

被大多数所认可的一种说法,海底峡谷是大陆坡上的沉积层在地震作用下沿大陆斜坡滑动时产生的沉积流的结果。在冰川时代,海平面显著下降,大陆架成为大面积的浅水区。受风暴和浪潮的影响,浅水区的泥沙被海浪卷起,形成比重较大的沉积层。这种沉积层由于地震的强烈作用,像一股巨大的激流,从大陆架流出,沿着大陆坡流到大洋底,而地壳繁发的地带又多在大陆坡,地壳的断裂就形成了海底峡谷的雏形。强大的海底沉积流顺着海底裂缝滑动,经过岁月的流逝与历史的演变,就形成了今天的海底峡谷。

在大洋深处,除了海底峡谷,还有其他一些海底谷。在大型三角洲前缘,有许多横剖面呈U形,谷身平直,分支稀少的谷地,称为三角洲前缘槽,其形成原因与海底峡谷相似。海底扇上的扇谷,也称深海谷,其深度一般较小,谷底相对平坦,谷壁缺乏基岩露头,通常是海底峡谷或三角洲前缘槽的向海延续。

有些深海谷可向上延展,走向通常平行于海岸线,例如由巴芬湾向南延伸至北美海盆的中大西洋深海谷。大陆坡上还有一些微微弯曲,支谷较少的浅小海谷,叫坡沟,它主要是由块体滑塌而形成。断裂下陷会形成一些槽形谷,特征为谷壁平直、底部宽阔。

8.海洋底的一层薄壳

地壳是指有岩石组成的固体外壳,是地球固体圈层的最外层。海洋地壳约占地球表面的2/3。

板块学说认为,海洋地壳是在中洋脊处产生的。由地函冒上来的炽热岩浆与海水接触,会迅速在海床上凝结成枕状玄武岩。薄层的玄武岩形成了最新的海洋地壳。当新的地壳在中洋脊处形成,它会把早期形成的地壳推向两侧,从而海洋地壳得以持续扩张。被推开的地壳逐渐冷却、增厚,因而,海洋里离中洋脊越远的地壳,其厚度、年龄就越大。

海洋地壳形成以后,跟随板块的移动离开中洋脊,海洋沉积物开始堆积,除了经由大气、海水流动带来的陆上沉积物,还有大量来自海中的生物沉积物,不过沉积物的厚度十分有限。海洋地壳与大陆靠近时,陆源沉积物就会越来越多。

据人们目前的了解,地球表面上海洋地壳的年龄最老的也不过200万年,这是因为海洋地壳在海沟的地方又隐回地球内部了。环太平洋带的许多海沟扮演着海洋地壳生命终结者的角色,海洋地壳在这里完成其生命过程。

海洋地壳是岩石圈的组成部分,主要由密度较大的硅镁质岩石构成,偏向基性,与大陆地壳相比,硅酸盐成分较少,密度较大,平均密度约3g/cm,大陆地壳为2.7g/cm。由于密度较大,根据地壳均衡学说,海洋地壳无法像大陆地壳那样在地幔上浮得很高。

海洋地壳主要组成物质是玄武岩,海洋地壳的厚度约在5~10公里之间。在中洋脊由深部岩浆加进来,所产生的是为海洋板块,在浅部都是玄武岩,深处则是辉长岩。

在海洋地壳上,要属太平洋海板块最大,其他的均是一些较小的板块。

根据海底扩张学说,海洋板块会以每年2厘米的速度向外部扩张,直到与大陆板块边缘相交,由于海洋板块较重,会隐没到大陆板块之下,产生聚合板块边缘。聚合板块边缘由于两种不同性质的板块碰撞,会不断地挤压,不断地累积变形能量,直到超过岩石所能承受的极限,就会将累积的能量在瞬间爆发出来,形成地震。这种巨大的碰撞力量,使聚合板块边缘产生许多浅至深的、逆冲断层(挤压作用)式的大地震。海洋板块沿着隐没带,俯冲下插到大陆板块之下约700公里,才会与周围的物质同化,因此,最深的地震可发生在700公里处。

9.四大洋海底地貌

太平洋海底地貌

在2000多万年前人类诞生时,地球已经为人类创造出充足的生存条件——陆地、海洋、空气和森林。人们生存、繁衍的这片土地,有一望无垠的平原,有高耸入云的峻岭,有奔腾不息的江河,有连绵起伏的丘陵,有宽阔的高原和深凹的盆地,还有数不胜数的湖泊等。那么,你知道浩瀚的太平洋底是一番怎样的景象吗?

其实,大洋底地貌类似于陆地,既有巨大高耸的山脉、辽阔平坦的海底平原,又有深达万米的大海沟。人类一直没有停止过对海洋的探索。

在太平洋中部,绵亘着一条雄伟壮阔的海底山脉,其呈西北东南走向,北起堪察加半岛,经夏威夷群岛、莱恩群岛至上阿莫士群岛,总长达1万多公里,将太平洋分成东西两半。在这条中太平洋山脉以西,除有西北海盆、中太平洋海盆和南太平洋海盆外,还分布许多零散的海底山。它们有的淹没在深海中,有的露出海面变成岛屿。夏威夷岛就是中太平洋海底山脉中的一些山峰,它们从5000多米深的海底升起,加上岛上的主峰高出海面427O米,最高达9270多米,比世界上最高峰珠穆朗玛峰还要高。在中太平洋山脉以东,除北太平洋海盆、东太平洋海盆和秘鲁—智利海盆外,还有辽阔的东太平洋高原和阿尔巴特罗斯海台等。由此可见,海底山脉的规模是十分巨大的。

有趣的是,太平洋最深的地方不在其中央,而是位于西侧的大陆架地区。在这个地区,存在着一系列巨大的岛弧和海沟带。岛弧和海沟紧密地联在一起,构成地球表面起伏最剧烈的地带,地形高差达15000米。岛弧内侧与大陆之间是一系列边缘海,岛弧外侧则紧挨着深邃的海沟,其中深度超过1万米的就有4个。

太平洋边缘的大陆架、大陆坡、岛弧和海沟,面积加在一起,约占太平洋底总面积的10%。

大西洋海底地貌

大西洋与太平洋有很大的不同,它四周的陆地多是广阔的平原、高原和较低的山岭,而洋底的地貌却十分复杂。

在大西洋中部,有一条呈南北走向的大西洋海岭。它从冰岛海岸起向南延伸,穿过大西洋南部,直到南极洲附近,全长达15000公里。海岭走向与大西洋的表面形态保持一致,略呈S形。海岭宽度一般在1500~2000公里,约占大西洋总宽度的1/3。其高度不一,大约在200~4000米之间。海岭中间的部分最高、最陡峭,山峰距海面只有1500米,有的甚至露出海面成为高峻的岛屿,如亚速尔群岛的山地,高出海平面2000多米。沿着大西洋海岭的脊部有一条非常陡峭深邃的大裂谷,深度达2000米,宽30~40公里,长1000多公里。它是地壳裂开的一道大缝隙。海岭由许多横向断裂带切断,这些断裂带在地貌上表现为一系列海脊和狭窄的线状槽沟。其中位于赤道附近地区的罗曼希断裂带,全长350公里,深度为7864米,是沟通东西大洋底流的重要通道。

大西洋海岭和凸起的高地将海底分割开来,在东侧与西侧各形成一系列深海海盆。东侧主要有西欧海盆、伊比利亚海盆、加那利海盆、佛得角海盆、几内亚海盆、安哥拉海盆和开普顿海盆。西侧主要有北美海盆、巴西海盆和阿根廷海盆。在大西洋的南部,还有大西洋—印度洋海盆。这些海盆深度达5000米,中央地带宽阔平坦,盆地中堆积着大量的深海软泥。在这些海盆之间,又有几条岭脉、高地较为突出,有的露出海水形成岛屿。如马德拉群岛、佛得角群岛等。这些海盆约占大西洋底总面积的1/3。

大西洋边缘的海底地貌亦十分复杂,有大陆架、大陆坡、大陆隆起、海底峡谷、水下冲积锥和岛弧海沟带。大陆架面积仅次于太平洋的大陆架面积,为620万平方公里,约占大西洋总面积的8.7%。大陆架宽度变化较大,从几十公里到1000公里不等。如几内亚湾沿岸、巴西高原东段、伊比利亚半岛西侧的大陆架,形状都比较狭窄,一般不超过50公里。而在不列颠群岛周围,包括整个北海地区,以及南美南部巴塔哥尼亚高原以东的大陆架,宽度几乎都超过了1000公里。在大西洋不同的海域上,大陆坡的形状也不相同。沿欧、非洲的陡峻狭窄,沿美洲的较宽较缓。在大西洋海底大陆坡和深海盆之间,分布着一些大陆隆起,较大的有格陵兰—冰岛隆起、冰岛—法罗隆起、布茵克隆起和马尔维纳斯隆起。在格陵兰岛与拉布拉多半岛之间的中大西洋海底峡谷和密西西比河、亚马逊河、刚果河、莱茵河等江河入口处,分布着一些半锥状的水下冲积锥,面积仅数百平方米。此外,大西洋还有两个岛弧海沟带,即大小安的列斯群岛的双重岛弧海沟带和南美南端与南极半岛之间的岛弧海沟带。其中大安的列斯岛弧北侧的波多黎各海沟,长1750公里,宽100公里,深8648米,是大西洋最深的地方。

印度洋海底地貌

印度洋底分布着一条“入”字型的中央海岭,特殊的东经90°海岭,巨大的水下冲积锥等,构成了印度洋复杂的海底地貌特征。

印度洋海底的中央海岭,是由中印度洋海岭、西印度洋海岭和南极—澳大利亚海丘组成的,三者的交汇点是罗德里格斯岛。中央海岭的北部有一条分支,为中印度洋海岭,它由一系列岭脊组成,一般高出两侧海盆1300~2500米,有些高出海面形成岛屿,如罗德里格斯岛、阿姆斯特丹岛等。中印度洋海岭向西北叫阿拉伯—印度海岭,再向西延伸进入亚丁湾,与红海和东非裂谷系统连接。西印度洋海岭是中央海岭的西南分支,在阿姆斯特丹附近与中印度洋海岭相连,经爱德华群岛后,称为大西洋—印度洋海丘,与大西洋海岭南端相连。南极—澳大利亚海丘是中央海岭的东南分支,在阿姆斯特丹岛附近与中印度洋海岭相连。印度洋中央梅岭由一系列平行于中脊轴的岭脊组成,岭脉崎岖不平,宽度最大可达1500公里,其中还有许多横向断裂带展布。

“入”字形的中央海岭,把印度洋分为三大板块,即东部、西部和南部三大海域。东部区域被东印度洋海岭分隔为中印度洋海盆、西澳大利亚海盆和南澳大利亚海盆。这些海盆十分广阔,海水较深。西部海域区海底地貌最复杂,它被海岭和岛屿分割出一系列海盆,主要有索马里海盆、马斯克林海盆、马达加斯加海盆和厄加勒斯海盆。这些海盆面积不大,海水较浅。南部区域地形地貌则较简单,分为三个海盆:克罗泽海盆、大西洋—印度洋海盆和南极东印度洋海盆。这些海盆的深度约为4500~5000米。

印度洋各边缘海的大陆架面积约230万平方公里,约占印度洋总面积4.1%。在四大洋中,它的大陆架面积最小,而且大陆架普遍比较狭窄,只有波斯湾、马六甲海峡、澳大利亚北部、马来半岛西部和印度半岛西部边缘的大陆架较为宽阔。印度洋的大陆坡也不宽,但有一些大陆隆起以及水下冲积锥。最典型的大陆隆起有非洲沿岸的厄加勒斯海台、莫桑比克海台、查戈斯拉克代夫海台等。水下冲积锥主要分布在恒河和印度河入海口附近。此外,印度洋底还有一个岛弧海沟带,它从安达曼群岛西部出发,到苏门答腊岛、爪哇岛、努沙登加拉群岛以南,是印度—澳大利亚板块向欧亚板块俯冲形成的。其中爪哇海沟长4500公里,深达7450米,是印度洋最深的地方。

北冰洋海底地貌

北冰洋不仅地四大洋中面积最小,而且海水比较浅。北冰洋海底地貌最突出的特点是大陆架非常宽广,特别是亚欧大陆北部最宽,宽度一般为400~500公里,最宽处近1700公里(水深50~150米),阿拉斯加以北大陆架较窄,仅有20~30公里。这些大陆架最初属于陆地,第四纪冰期以后才下沉入海中。

北冰洋海底的另一大地貌特征是起伏不平,一系列海岭、海盆、海槽和海沟交错分布。北冰洋中部有一横贯的海底山岭——罗蒙诺索夫海岭,起自新西伯利亚群岛附近,延伸到加拿大北部的埃尔斯米尔岛东北侧,全长1800公里,宽60~200公里,高出洋底3000米,岭脊距海面约1000米左右。洋底山地坡度陡峭险峻,火山活动频繁,系构造断裂褶皱山,山脉的主要构成物质为沉积岩和变质岩。

海岭将整个北冰洋一分为二,面向北美洲为加拿大海盆,面向亚欧大陆的为南森海盆,两部分在海流、海水运动方向和水温等方面都存在明显差异。在加拿大海盆以西有一条门捷列夫海岭,长1500公里,高度相对较小,坡度平缓。在南森海盆外侧有一北冰洋中央海岭,又称南森海岭,由几条平行的海岭组成,自拉普帖夫海经格陵兰岛北端到冰岛接大西洋海岭。不得不承认,人类目前对北冰洋海底地貌的了解还不全面,但可以确定的是,为冰覆盖的北冰洋不是陆地,不是群岛,也不是完整的深海盆。它究竟还隐藏着什么奥秘,还有待人们作进一步的探索研究。

10.海洋的最深处

马里亚纳海沟(或称马里亚纳群岛海沟)为目前所知最深之海沟,也是地壳最薄之所在。该海沟地处北太平洋西方海床,位于北纬11度21分,东经142度12分,即近关岛之马里亚纳群岛东方。此海沟为两大陆板块辐辏之潜没区,太平洋板块于此潜没于菲律宾板块之下。海沟底部于海平面下之深度,远胜珠穆朗玛峰海平面上之高度。

海沟最大深度为海平面下10,911米(35,798呎)。若参考其纬度与地球之赤道隆突,此深度位置距地心为6,366.4公里。相较之下,北冰洋深4至4.5公里,其海床距地心6,352.8公里,仅比马里亚纳海沟距地心近13.6公里。1951年英国皇家海军航具挑战者二号首度测量海沟,其最深处便以挑战者深渊为名。挑战者二号以回波定位方式于北纬11度19分,东经142度15分,量测出5,960(相当于10,900米)的深度。此方式乃以探针通过渐层深度,反覆发送声波,再以耳机捕捉回波,并将回波器之速率,以手持码表计时完成。因此正式提报新的最深距离时,咸认谨慎的作法,为将所测深度减去一个尺度(20噚)较妥,从而得出5,940噚(10,863米)的数据。

1957年俄罗斯航具“维塔兹号”(Vityaz)回报测得11,034米(36,201呎)深度,将该处命名为“马里亚纳深凹”;但此数据从未再测得,故不以为准确。1962年机动载具“史宾塞·傅乐顿·拜尔德号”(Spencer F. Baird)测得最深10,915米(35,810呎)。1984年日本人将高能专业探测航具“拓洋号”(Takuyo)送入马里亚纳海沟,以多窄波束回波定位仪蒐集资料,测得最大深度为11,040.4米1(也记录为10,920±10米2)。国外一般则采用深10,924米,如美国中央情报局及世界概况。最为精确的纪录则由日本探测艇海沟号(Kaiko)于1995年3月24日测得深度10,911米(35,798呎)马里亚纳海沟位于太平洋中西部马里亚纳群岛东侧,是一条非常著名的海沟。塔南北延伸2850公里,而宽度只有70公里,以近乎壁立的陡崖,深深的切入大海的底部。

这条海沟的形成据估计已有6000万年,是太平洋西部洋底一系列海沟的一部分。它位于北纬11°20,东经142°11.5;,亚洲大陆和澳大利亚之间,北起硫黄列岛、西南至雅浦岛附近。其北有阿留申、千岛、日本、小笠原等海沟,南有新不列颠和新赫布里底等海沟。全长2550千米,为弧形,平均宽70千米,大部分水深在8000米以上。最大水深在斐查兹海渊,为11034米,是地球的最深点。

1899年,人类在关岛东南首先测到内罗渊的深度为9660米。这一记录一直保持了30年。1929年在其附近发现了9814米的深度。

1957年苏联科学院海洋研究所的一艘海洋考察船“斐查兹”好对马利亚纳海沟进行了详细的探测,并用超声波探测仪于8月18日在它的西南部发现了一条特别深的海渊,1960年美国海军“的里亚斯特”号深潜器创造了潜入海沟10916米的世界记录。总有一天,人们会潜到马里亚纳海沟的最深点,以探寻海沟的奥秘。一般认为海洋板块与大陆板板块相互碰撞,因海洋板块岩石密度大,位置低,便俯冲插入大陆板块之下,进入地幔后逐渐溶化而消亡。在发生碰撞的地方会形成海沟,在靠近大陆一侧常形成岛弧和海岸山脉。这些地方都是地质活动强烈的区域,表现为火山和地震。是世界上最深的海沟。

1960年1月,科学家乘坐“的里雅斯特”号深海潜水器,首次对成功地下潜至马里亚纳海沟最深处进行科学考察。令人惊奇的是,在这样的海底,科学家们竟看到有一条鱼和一只小红虾在游动!

马里亚纳海沟是世界最深的海沟,它位于菲律宾东北、马里亚纳群岛附近的太平洋底,其中心位置为北纬15°、东经147°30′。其最大深度达11034米。如果把世界最高的珠穆朗玛峰放在沟底,峰顶将不能露出水面。探测深海的奥秘是极其困难的,早已有不少的登山家成功地征服了珠穆朗玛峰,但人类至今无法乘坐潜艇下到海沟深处,海沟底部高达1100个大气压的巨大水压对于人类是一个巨大的挑战。深海是一个高压、漆黑和冰冷的世界,通常的温度是2℃(在极少数的海域,受地热的影响,洋底水温可高达380℃)。但在深海中仍然生活着一些特殊的海洋生物。有的理论认为深海海沟的形成主要原因是因为地壳的剧烈凹陷。

马里亚纳海沟的形成大约有6000万年,位于菲律宾东北、马里亚纳群岛附近的太平洋底,属于太平洋西部洋底一系列海沟的一部分。马里亚纳海沟呈弧形,全长2550千米,平均宽度为70千米。其中,水深大多在8000米以上。马里亚海沟最大的水深在斐查兹海渊,深度为11034米,被誉为地球最深点。

有人做了个形象的比喻,把世界最高峰,珠穆朗玛峰放在沟底,那么,峰顶肯定不会露出水面。对于马里亚纳海沟的探索是极其困难的,早在1960年1月,就有科学家乘坐“的里雅斯特”号深海潜水器,第一次成功下潜到马里亚纳海沟,并做了科学考察。马里亚纳海沟的底部高达1100个大气压的巨大水压,对于人类来说,是一个极大的挑战。

在深海,一个高压、漆黑、冰冷的世界,通常来说,温度都在2℃,只有极少数的海域,因为受到地热的影响,所以,洋底水温可高达380℃。不过让科学家们感到不可思议的是,在这样的深海里,竟然游动着一条比目鱼和一只小红虾。

有科学家认为,深海海沟的形成与地壳剧烈凹陷有关。