书城科普海洋馆漫游:海洋知识浏览
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第12章

20世纪70年代后,通过载人深潜器等,人们对太平洋和大西洋的若干洋底进行调查。人们陆续发现几个大的洋底热泉区。热泉区的发现,表明洋底热液活动对大洋地壳、沉积物和海水的地球化学研究起着十分重要的作用。同时,也为海底扩张理论提供了重要科学依据。洋底热液是含量极高的热液矿床。这一发现,立即引起学术界和工业界的极大兴趣。毫无疑问,洋底热泉将有可能成为未来的矿藏,为现代开采矿藏提供了新的可能。

大西洋

大西洋是世界第二大洋,总面积91655万平方千米,约为太平洋的一半。平均深度3600米。

大西洋的大洋中脊呈“S”型横贯中部,北起冰岛,南至布韦岛,依着两侧海岸的形态婉蜒南下至南纬40°,然后折向东南,与印度洋的西南支大洋中脊衔接。

大西洋北部有冰岛海底高原,平均水深600米,四周陡坎直下,落到深三四千米的海盆上。

大洋中脊和海底高地分割了海底,形成了一些不连续的海盆,计有北美海盆、北非海盆、巴西海盆、阿根廷海盆、安哥拉海盆和开普海盆等。这些海盆水深5000多米,中央宽广平坦,堆积着深海软泥。

大西洋中岛屿很少,但沿岸暗礁与浅滩很多,特别是在东部,更是星罗棋布。

大西洋也有少量海沟和岛弧,如波多黎各海沟,长1550千米,最大深度8385米;南桑威奇海沟深8428米,是大西洋中最深的海沟。

大西洋环流

与太平洋环流形式基本相似,其表层环流与大西洋海面风场相对应。主要有南、北大西洋副热带环流;大西洋赤道流系;北大西洋亚北极环流;南极绕极流和极地东风漂流等。总的趋势同太平洋,西部边界流强,东部边界流弱;北大西洋西边界流比南大西洋流强。湾流既是大西洋上也是世界上最强大的暖流。北大西洋环流也是顺时针方向的副热带海流环流系流。它的闭合路线类似于太平洋环流。它由北赤道海流、安的列斯暖流、圭亚那暖流、加勒比暖流、湾流、北大西洋流(西风漂流)以及加那利寒流组成。南大西洋环流为逆时针方向的副热带海流环流系统。它由南赤道海流、巴西暖流、福克兰寒流、西风飘流及本格拉海流组成。南、北大西洋高纬度地区同时具有深层水和底层水的源地,深层环流较其他的大洋更为发达,底层海水更新快。高纬海区的环流特征,使海冰的范围和冰山数量比太平洋、印度洋大得多。

大洋深处的奥秘

海沟作为一种地质形态构造,是洋底最深的地方,可以把它们比拟为“倒过来的山脉”。有意思的是,深海沟大多不在大洋的中部,而是位于大洋的边缘。太平洋西部边缘的岛屿外侧就是世界最着名的海沟分布带。从北到南依次有阿留申海沟、千岛海沟、日本海沟、马里亚纳海沟、菲律宾海沟和汤加海沟等。

海沟大都紧靠着呈弧形分布的岛群或大陆边缘山脉,而这里正是大陆与海洋的交界地带。海沟的深度通常6000~10000米,比一般洋底要深3000~5000米之多。也就是说,海沟是大陆与大洋两类不同板块之间的接缝处。长期以来,它具有的特殊形状和极大的深度引起科学家的广泛关注。近年来,对海沟地形的大量勘测表明,世界大洋中深度超过7000米的海沟共有23条,其中有19条分布在太平洋。这些海沟的横截面均呈“V”形,但海沟最深处或海沟底部总有一段平坦的地形,这显然是松散物堆积在沟内造成的。

大西洋中脊

大洋中脊就是大洋中间的巨大脊梁,它很形象地说明了大洋中脊的外观特征。这条大西洋中的巨脊,从大西洋靠近北极圈的冰岛出发,向南延伸经大西洋的中部,弯曲延伸到南极附近的布维岛,差不多从地球的最北端,一直延伸到地球的最南端,呈“S”型,长度达到15万多千米,平均宽度达到1000米。这条高山巨大的规模,远远超过世界陆地上的任何山脉。今天,人们已经通过更为先进的技术手段查明,大西洋中脊从洋底测量起,其高度平均为2000多米,如果与相邻的海盆相比,它的相对高度达2000~3000米,极为巍峨壮观。在一些地方,这些洋脊的峰顶甚至钻出海面,形成了大西洋上串珠般的群岛,像有名的冰岛、亚速尔群岛、圣赫勒拿岛、阿松森岛和特里斯-达摩尼亚群岛。

大西洋底信使

1962年,第一颗通信卫星升入太空,为人类开辟了新的信息通道。和电缆通信相比,卫星通信的优点极为鲜明。电缆只能在两点之间进行点对点通信,而通信卫星却可将地球上大部分地方联系起来。

通信卫星的电话容量远远大于海底电缆。国际通信卫星-V号可允许12000对电话用户同时讲话,还能同时传送两路电视,在这方面,海底电缆望尘莫及。卫星通信又极为廉价,这使海底电缆相形见绌。价格上的差异使人们感到越洋通信将是通信卫星的天下,海底电缆迟早会被废弃。

然而,通信卫星也不是没有缺点。通信卫星处于赤道上方约35860千米处,电话信号从地面到卫星再返回需花1/4秒钟的时间。如果一个电话经由两个卫星传送,延迟时间将大大延长。卫星寿命仅为8年,卫星发射常有失败的情况,卫星和地面站维修也增加了使用费用等。

光缆在征服了近距和中距海域之后,开始向远程进发了,1988年底投入商业运营的大西洋海底光缆TAT-8,全长5872千米,是连接美国、英国和法国的海底信使。TAT-8能同时传送37万路电话,这一容量是国际通信卫星-V号的三倍多。TAT-8比第一条穿越大西洋的电话电缆TAT-1的容量大1000倍,但直径仅为21厘米。TAT-8的敷设成功,开通了光缆越洋的道路,在它后面,TAT-9、TAT-10相继到位,履行信使职责。TAT-11、TAT-12、TAT-13也已提上日程。日益发达的光纤通信和卫星通信,将把人类带入一个新世纪。

大西洋海底探测

20世纪70年代初期,海洋学家发现了大西洋中脊。这条大洋中脊纵贯大西洋南北,10000多千米长,从大西洋一直延伸到印度洋、南极洲附近。中脊顶部有一条深邃的大裂谷,一些人认为这是美洲和非洲大陆分离时强行撕裂而形成的。

法国和美国的科学家联合制订了大西洋中脊水下考察计划——“法姆斯”海底探险,旨在全面考察这条裂谷的面貌。这项考察任务由3艘着名的深潜器担任,它们是法国的“阿基米德”号、“西亚纳”号和美国的“阿尔文”号。1973年8月,法国“阿基米德”号开始探访维纳斯山,“法美联合大洋中脊水下考察”由此揭开序幕。维纳斯山是大西洋中脊裂谷中央一座高250米的小山。“阿基米德”号先后7次深潜探查,在2000多米深的海底裂谷中潜行了9千米,采集了90多千克岩石样品,并拍摄了2000多张照片。

大西洲在大西洋中

自1968年以来,在大西洋西部百慕大海域,以及巴哈马群岛、佛罗里达半岛等地附近海域,接连发现令人惊叹的史前文明海底遗址,这给向往大西洲的西方好奇之士带来新的刺激,也是对历史学家、考古学家们的一个新的挑战。例如,在巴哈马群岛的比米尼岛一带,发现巨大的石头建筑群静卧在大洋底下,它们结构严密,气魄雄伟,形状变化多端。有的如石砌的街道,长方形或多边形的石头排成各种图案花样;有的似城墙,长者达1600米,均由大石块砌成;还见到了一些码头、港口设备的遗迹和大理石的雕像。它们不可能是天然之物。根据巴哈马群岛附近海底石灰岩的分析,证明它在12000多年前是在空气中存在的,也就是说这儿曾经是陆地。

岛弧

大陆边缘连绵呈弧状的一长串岛屿。岛屿以山地为主,外临深海沟。西太平洋岛弧最为典型,分南北两段:北段由千岛群岛、日本群岛、琉球群岛、台湾岛和菲律宾群岛构成,面向太平洋,为东亚太平洋岛弧!南段由安达曼群岛、尼科巴群岛、苏门答腊岛、爪哇岛和努沙登加拉群岛组成,向印度洋突出,称印度洋巽他岛弧。两段岛弧在苏拉威西岛衔接。西太平洋岛弧处在太平洋板块、亚欧板块和印度洋板块的嵌合带,地壳不稳定,多火山地震。

地层平移断层

地层平移断层原指断裂带两侧的洋壳,向相反方向发生平移错动,使相邻的两段大洋中脊的距离加大。但是,善于思辨的威尔逊认为,洋底的这些断裂带,并不是通常所说的平移断裂带,而是由洋底自洋中脊向两侧不断扩张而引起的运动。这就是说,每一段洋脊两侧的洋底都会向外扩张出去,相邻两段洋中脊之间的洋壳的移动,自然是相反的,所以,中脊之间的距离并不一定会加大。

地震勘探

地震勘探的方法就是在海水中用炸药爆炸或用压缩空气,电火花瞬时释放大量的能量,产生人工地震波,利用声波在不同物质中以不同速度传播的原理,来寻找对石油储积有利的地层和构造。

地幔物质对流

地幔物质对流是板块构造以及岩石圈中许多地质活动,如大陆漂移、地震、火山、造山作用等现象的起因。尽管已经开展了多年的研究,但到目前为止还不能很好地解释许多板块——地幔系统的基本问题:第一个问题是地球板块运动的机制,这个问题很复杂,它涉及到岩石的诸多变形机理,从脆性断裂一直到黏性蠕变,这与压力、温度、应力差等因素有关,另外还有一些因素现在还不能够确定;第二个问题是不同地方喷出的岩浆的组分有变化,这个现象表明在地幔的不同位置物质成分有变化,这与地幔中存在全地幔物质对流的现象有矛盾,因为全地幔对流物质运动会导致地幔中不均一的物质成分混合,这些问题都是目前地球科学亟需解决的。

东海

东海为我国大陆东侧太平洋西部边缘海。南以南澳岛东南角与台湾岛南端连线与南海毗连。东经琉球群岛各海峡通太平洋,面积约77万平方千米。海区岛屿众多,水产资源丰富,沿岸主要港口有我国的上海、宁波、舟山、福州、厦门、高雄、基隆,日本的长崎、佐世保、鹿儿岛、那霸等。东海位于我国海区中部,为太平洋西部边缘海航路要冲。

东沙群岛

东沙群岛位于南海诸岛最北端,由东沙岛、东沙礁、南、北卫滩等几个珊瑚礁组成。东沙岛的环礁东半部露出水面,形似新月。东沙群岛面积随小,但所处位置十分重要,可钳制我国东南沿海与台湾及菲律宾间的海上交通,战时可作为情报前哨。

多佛尔海峡

多佛尔海峡位于英国东南部和法国北部之间,呈东北-西南走向。长约40多千米,宽33~40千米。一般水深20~50米,最大水深64米。航道水深30米以上,可通航各种舰船。为欧亚大陆通往英国的最短海上航路,也是重要的国际航运要道。

的里亚斯特海渊

的里亚斯特海渊是世界第二深渊,最深处11022米,也在马里亚纳海沟。它以下潜的深潜器的名字命名,而该深潜器的名字又是这只深潜器的诞生地——意大利的的里亚斯特市的市名。

风海流

风吹水动,某处海水流走了,邻近的海水马上补充过来,连续不断,就形成了海流,这种由风直接产生的海流叫做风海流。

海湾

海湾是海和洋伸入大陆的一部分,它三面靠陆,一面朝海,其深度和宽度都比海洋要小得多。海湾的形状各式各样,有的曲折婉蜒,深深地伸入陆地;有的则比较平直宽阔;有的海湾周围被陆地紧紧包围,只有一个小口与外海相连,如我国山东半岛的胶州湾;有的则胸怀坦荡,张开双臂,与大海溶为一体,如我国北部的渤海湾、东部的杭州湾和南海的北部湾等。

在漫长的历史年代中,海湾的形状和位置都经历了沧海桑田的巨大变迁。就以杭州湾来说,在五六千年前,现在杭州湾所在的区域还是一片汪洋大海。当时的海湾位置要一直伸入到现在的杭州城一带。海湾的北侧是宝石山、葛岭,南侧是吴山、紫阳山等,西面是挺拔的南、北高峰。现在的杭州城当时都还淹没在一片碧波荡漾的大海里。随着时间的推移,由于两侧泥沙不断堆积,沙土淤地不断向外向东推进延伸,海湾的位置也逐渐向东移动,最后形成呈大喇叭口似的海湾——杭州湾。

海湾不仅形态各异,而且大小差别也很大。有的海湾面积比海还大,如着名的孟加拉湾、墨西哥湾等。在航海交通等实际活动中,人们往往把海和海湾混为一谈,没有严格的区别。例如,墨西哥湾是海,但称它为湾;阿拉伯海是湾又把它称为海。

海峡

海峡是海洋中连接两个相邻海区的狭窄水道。如连接我国大陆的台湾海峡,连接亚欧大陆和美洲大陆的白令海峡。莫桑比克海峡是世界上最长的海峡,全长1670千米。连接南海与安达曼海的马六甲海峡,长1080千米。

海峡是地壳运动造成的。地壳运动时,临时海洋的陆地断裂下沉,出现一片凹陷的深沟,涌进海水,把大陆与邻近的海岛以及相邻的两块大陆分开,从而形成海峡。

通过海峡的水流湍急,水上层与下层的温度、盐度、水色及透明度都不一样。海底多为岩石和砂砾,几乎没有细小的沉积物。

海峡的地理位置特别重要,不仅是交通要道、航运枢纽,而且是历来兵家必争之地。因此,人们常称它们为“海上走廊”、“黄金水道”。

海陆风

海陆风包括海风和陆风。当天气晴朗,人们漫步在碧蓝的大海之滨时,会感受到海风迎面吹来,十分畅快。这样的风,多半是海陆风中的海风。冬天,海风会给陆上送来暖意;夏天,海风会给沐浴者带来爽意。

海陆风具有明显的日变化特点:白天向陆,晚上向海。海陆风是发生在没有明显的天气变化的影响、天气晴好的情况下。如有台风、气旋之类的气候影响,那么,无论白天黑夜,风都只能随气候而变化,不能显示出明显的日变化。

海风的方向,自然是由海洋吹向陆地;陆风,则由陆地指向海洋。因此,海陆风的变化与当地海岸线走向和陆上的山脊走向直接相关。

海流

海流是研究人员经常关注的海洋要素。大洋水体有规则的运动为海流。地球表面受热不均匀,赤道附近低纬度地区太阳辐射强、气温高。随着纬度增大,太阳辐射愈来愈弱,气温也逐步降低。到了南、北极便进入了冰天雪地的世界。由于空气的流动,赤道地区气温高,空气上升,向两极方向流动。于是,便在赤道和两极之间形成一个大气环流。这种空气流动就是我们最常见的风。由于受地球自转等因素的影响,原本正南、正北的风向发生了变化,使地球表面形成了风带。

海渊的成因