书城科普读物海洋知识小百科——地理篇
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第17章 奇妙的海洋世界(1)

大陆架是怎么回事呢?

假如同学们来到海边,站在沙滩上,你就会发现,这里地势平缓,水浅沙软。到了退潮时分,你会看到潮水退去留下的依然是和原来的海滩同样平展展的沙滩。潮汐使海水每天进退,像是大海每天必需拜访大陆一样。在这大陆和海洋“握手”的地方,就是大陆的边缘,人们把它称作大陆架。

不过,我们能够亲眼见到的大陆架只是整个大陆架中最浅的一小部分,绝大部分陆架都被海水淹没了。如果说深海大洋像澡盆,那么,大陆架就像盆边的上沿。地质学家们把这种缓缓地伸入到海洋中,我们看不到的地形叫做大陆架。这种地形在被海水淹没之后,还会继续延伸很长的距离,平均坡度为每千米下降1.5米~2米。大约到水深200米的地方,那里的海底突然变得十分陡峭,就好像下了一个台阶一样。到了这里,大陆架就变成了大陆坡。打开世界地图就会看到在大陆周围的海水有一道浅色的边镶在了陆海交界之处。它时宽时窄,有些地方甚至根本没有,有些地方却能宽达1500千米,这都是大陆架的区域。

大陆架曾经是陆地的一部分,只是因为海平面的高度有变化,使得原来大陆边缘的部分被海水淹没,形成了大陆架。

据科学家研究,最近200万年以来,全球气候发生过周期性的变冷和变暖。当整个地球都在转冷时,大陆的高山区和高纬度地区到处堆满了厚厚的冰层,如同现在的南极一样,那时的海平面比现在要低100多米呢。当整个地球的气候转暖时,陆地上的冰川大量融化,给海洋补充了大量的水,海平面也就随之上升。由此可见,在冰川时期,大陆架的很大一部分曾经是露出海面的陆地,以后因为海平面的上升才沉溺海底的。

“制造”大陆架,除了升降的海平面外,还有其他几个原因:第一个就是地壳的沉降。另一个是河流里的泥沙把起伏不平的海底逐渐填平淤高,成为地形平坦、沉积层单一的大陆架。再一个帮忙“造”陆架的是海浪。它主要是在岩石型的海岸边“啃”石头,它不断地拍打着立在水中的岩石,一点点地打碎,使岸边形成一个水下的石头平原,科学家们把这个过程叫做“海浪侵蚀”作用。

怎样才能够看到海底的世界呢?

在万顷碧波的覆盖之下,海洋底部是什么样子呢?海底被巨厚的海水所覆盖,肉眼是难以观察到的,那用什么办法才能看到海底的情况呢?你或许会说可以利用水下照相、水下电视摄像或水下探照灯,但这些只能使人们看到几米至几十米范围内的东西。那还有什么办法可以探测到较大范围的海底情况呢?用被称为“水下千里眼”的侧扫声纳的声波探测方法可以解决这个难题。

人们利用侧扫声纳发出的与航行方向相垂直的扇形声束,当声束到达海底遇到障碍物时,就会有强的反射,而它们的背面由于声束照射不到,就会产生声影。当航行船继续前进,声束一道道地扫过,同时记录下反射和散射信号。根据这些信号,科技人员就可以看到海底的情况了。

海岸的泥沙石子从哪里来?

整个地球的各个大陆都是由浅海陆架包围着,它们就像平坦的水下平原,在它的最上面盖着一层厚厚的泥沙石子。这些泥沙石子,有的是江河入海时带来的,像我国的黄河入海时带来的大量泥沙使附近的海水都充满了黄沙,以至有了“黄海”的称呼;另外一些是被风吹起从陆地上的沙漠飞到海中沉积而成的;还有些地方虽然海边尽是岩石,没有沙滩,但千百年的海浪冲击着海岸,把坚硬的岩石破坏成碎石,再被波涛潮流带到海中。这些河水、风和海浪都有共同的特点,就是靠近海岸处的力量比较大,可以搬运比较大的石子、砂粒;离岸越远,力量越小,只能带动细小的泥沙了。所以,浅海中的泥沙,在岸边是粗粒的,在距岸边越远颗粒就越细。

怎么测量海底的地形呢?

海底地形测量是测量海底地形起伏形态的工作,不过由于存在着厚厚的海水的缘故,人们想获取海底地貌形态信息,就要运用各种不同的方法了:首先是水面船只测量,测量船沿预定测量路线进行一系列的测量作业,它可以为编制海底地形图提供一些最基本的资料。然后是潜艇或潜水器测量,就是使用测量仪器靠近海底,探测海底详细的局部资料,一般的潜水器都备有摄像机,可以用水下立体摄影测量方法进行海底地形测量;此外还可以由潜水员或水下机器人携带水下经纬仪、水下摄影机等在海底进行地形测量。现在,随着遥感技术的不断进步,空中遥感测量,也可以适用于水深浅于20米的沿岸海区的海底地形测量。虽然这些方法听起来很简单,其实每一项都涉及好几方面的技术和知识。

海底的“水下河谷”是怎么回事?

在许多浅海中,都有蜿蜒曲折的水下河谷,有意思的是它们常常可以和陆地上的河谷对应起来。

我们来再看看印度尼西亚这个“千岛之国”。在它的两个大岛苏门答腊岛和加里曼丹岛之间的海面下有一片叫做“巽他”的大陆架,在这片大陆架上有着树枝分岔一样的水下河谷,一支向北流,另一支向南流,两条水下河谷的海底“分水岭”,其实就是一片稍抬起的海底高地。两条水下河谷的底部都是慢慢地向下游倾斜的。不管是下去看河谷的横断面,还是从空中看它的平面外形,都与陆地的河谷一模一样。那么,让我们再飞越亚洲大陆来到欧洲西北部的英伦三岛吧。在它周围一片广阔的大陆架浅海底,也有几条极为明显的水下河谷。在陆地上看,易北河、莱茵河、威悉河都是分开单独入海的,要是继续延伸到海水下面,又能分别与各自的水下河谷连接起来,再接着向北延伸,最后这三条河谷终于汇合到一起,“注入”北海。其实,从法国、英国注入大西洋的河流,还有好多都是同海底水下河谷相连的。甚至赫赫有名的英吉利海峡本身,就是一条通向大西洋的海底谷地。

海洋资源的“聚宝盆”是哪里呢?

科学家们已经估计出,大陆架地区的石油蕴藏量约占世界总储藏量的1/3左右。到目前为止,已有100多个国家和地区开展了大陆架石油勘探与开采,已发现了500多个油气田。除石油、天然气外,大陆架地区还分布着许多其他海底矿床,如煤、铁、铜、银、铂、铀等,而且埋层较浅,易于开采。大陆架地区还具有丰富的水产资源。大量资料表明,浅海的鱼产量要比深海大得多。大陆架的面积虽然只占海洋总面积的7.5%,但其生物总量却是深海大洋的15倍,捕获量占海洋渔业总产量的80%,因而世界重要的渔场大都分布在浅海大陆架水域。大陆架的海洋植物资源的数量也相当可观,主要是各种藻类,如紫菜、海带等。随着科学技术的发展,人们已从这些藻类中研制开发了许多海洋药物和食品,相信在不久的将来,它们将成为人类未来重要的食粮。

全世界大陆架面积约2800万平方千米,只占海洋总面积的7.5%。但因为它富藏着各种人类赖以生存的宝贵资源,所以,富饶的大陆架,不愧是海洋资源的“聚宝盆”。

怎样发现了大西洋的洋中脊?

我们中国有句古话:“有心栽花花不开,无心插柳柳成荫”,意思是说,无意之中往往有意外的收获。在本世纪初一个叫佛里茨·哈勃的德国化学家就是个经历了不幸的幸运儿。

1918年,第一次世界大战刚结束,作为战败国的德国,战争赔款高达1200亿马克,到哪去弄这一大笔钱呢?在政府的资助下,一位叫佛里茨·哈勃的化学家凭着自己的学问,想方设法琢磨出一套弄钱的办法:从海水中提取黄金。政府专门为哈勃配备了一艘名叫“流星”号的海洋调查船供他使用。他们淘呀,淘呀,几年过去了,不仅所获无几,而且耗费了他们全部精力,甚至连船员们的日常费用都难以维持,黄金更是成了泡影。

1925年时。就在“流星”号陷入困境之际,船上安装了一台叫做“回声探测仪”的新设备。希望通过这台新设备,获得更详尽的海底资料。在使用回声探测仪后,人们发现,在大西洋中部,有一段海底是一块凸起的高地。这个新发现,实在出乎人们的意料。因为由于过去测量手段的简陋,人们都认为海底是大致平坦的。

因为有了新的发现,佛里茨·哈勃和他的同伴们早把淘金的烦恼扔进了大西洋。他们开始留心收集这一海域的洋底资料。在大约3年的时间里,他们测量了数万个点的海深。随着资料的不断积累、整理和分析,一条像巨龙一样的海底山脉逐渐显示出来。这条“巨龙”就是“洋中脊”。

“深海平原”是怎么回事?

深海里不仅有“高山”,还有平原。深海平原一般位于大陆坡下面的大陆裙和深海丘陵之间,水深3000米~6000米,坡度很小,最缓的地方只有十万分之一。(意思是说100千米距离海底才下降1米)但是,它的面积较大,大的深海平原可延伸几百,甚至几千千米。深海平原的表面光滑而平整,几乎接近水平状。有的深海平原向一定方向微微倾斜;有的则有低微的波状起伏。

在1947年以前,人们对深海平原的认识还极为肤浅,甚至连深海平原的定义也没有确定。直到1947年考察大西洋中脊时,人们才发现了深海平原;1948年,瑞典深海平原考察队对印度洋中的深海平原作了较为详尽的调查,并绘制了海图。从此,人们陆续考察各大洋中的深海平原,并绘制了海图。

哪里有地球上最大的斜坡?

地球上最大的斜坡其实并不在陆地上,而在海里,这就是大陆坡。大陆坡是和大陆架相伴相生的“孪生兄弟”,它紧挨着大陆架向海的一侧。从大约200米深的大陆架外沿再往深处去,海底的地势会突然变陡,水深从200米很快增加到2000米~3000米,形成一道巨大陡峭的斜坡。如果从世界地形图上看,它与大陆架相比不过是窄窄的一条。大陆坡的顶端是大陆架的边缘,从大陆坡的坡顶到坡底的平均深度是3360米,它的宽度在各大洋差别很大,最窄的地方也有10多千米,宽的地方有几百千米呢。

地球上这个最大的斜坡——大陆坡,它的底部再不是生机勃勃的世界了。深深的海水阻挡了阳光,海底一片漆黑;大陆上的江、河入海带来的养料到这里已经所剩无几,植物是不可能生长的,因为没有阳光,少数海底动物也只有靠吃海底的软泥过活。顺便说一下,大陆坡上沉积的这种软泥还真不少呢,这种由海洋生物遗体残骸组成的有机质软泥,盖住了大陆坡上一半以上的面积。

大陆坡的海底是地壳最活跃的地带,世界上的火山、地震大多集中在这里。堆积在大陆坡上的泥沙,在它本身重力和海底地震的作用下,会造成规模巨大的滑坡。海底滑坡能够把停积在大陆坡上的大量泥沙带到深海底。同时,它本身又是一种强大的动力,可以雕凿海底地形。现在我们知道,在大陆坡上最特殊的地形,是许多巨大的海底峡谷,它是一些又长又窄的深沟,也有分枝,很像陆地上的河谷。海底大峡谷的存在,使得大陆坡更加神秘和壮观。

地球上最大的山系在什么地方?

世界上最大的山系不在陆地上而是在大洋里,它就是“洋中脊”。我们都知道,地球各大洋的海底都有高高耸立的水下山脉,由于它们大多数位于大洋的中部,人们称之为“洋中脊”。科学家们对这些海岭进行了全面的探测之后,发现了一个秘密。原来各大洋的海底山脉并不是孤立存在的,它们首尾相连,连绵不断,是一个全球性的庞大体系,总长度达到65000千米,也就是说可以绕地球一圈半。它的总面积比全世界陆地面积的一半还要大,而且高度比陆地上的最高峰——珠穆朗玛峰还要高。它才是世界上最长、最大的山系。

大峡谷也存在于海底吗?

同学们都知道长江三峡,是闻名世界的大峡谷。可是,当你有机会乘深潜器来到海底,你会发现更大的峡谷,从大陆架顺着大陆的斜坡散布着一道道裂谷,两壁高陡,坡度能达到40度,这就是海底峡谷。

这些海底峡谷的谷壁状似悬崖,就像陆地上的峡谷那样陡峭险峻,而且一直延伸到深海海底。峡谷的断面有的呈“V”字形,有的呈“U”字形,有的如同陆地上的河道长达几百千米,还有的就是陆地上的河流在海底的延伸。例如:刚果河、印度河、恒河等,河谷向海底延续,经过大陆架一直伸展到大陆坡同海底峡谷连接起来。就拿恒河河谷来说,与它相连的海底峡谷,从大陆坡一直伸到3000多米深的海底,又在海底分岔,像树枝那样分散开来,末端一直伸到5000多米深的印度洋底,整个海底峡谷所占面积超过陆地上的恒河流域的面积。切割最深的海底峡谷是巴哈马峡谷,其谷壁高差达4400米,这些都是陆地峡谷难以相比的。

在陆地上,峡谷是河流穿越山地时切开岩层造成的。如:金沙江虎跳峡、黄河的刘家峡、美国的科罗拉多大峡谷等。海底峡谷是否也由河流造成,后来才沉没海底,还是海底另外有强大的力量“锯开”地壳后造成的呢?对此,科学家们有不同的解释。有人认为,海底峡谷是从前陆地上的河流由于海面上升,淹没了下游的河谷而形成的。也有人认为,海底峡谷是由于海底发生断裂,然后沿脆弱的断裂线发育而成的。更多的人认为,海底峡谷是被一股浑浊的水流沿海底裂缝冲刷出来的。海平面下降过程中,大陆架变成大面积浅水区,当刮起风暴时浅水区的软泥和沙子都被搅拌起来,生成比重较大的浑浊流。这种浑浊流力量很大,当大量的浑浊流沿大陆坡向下流动时,与海底发生了强烈的摩擦,逐渐冲刷和侵蚀海底而形成的。还有人认为,海底峡谷是由一种“地热水”的作用而形成的。这种地热流是由于海底下的地壳受到地球内部的压力作用,使地球内部的部分液体从地壳的裂缝处冒出来。这种滚热的液体和水流溶蚀周围的岩石,逐渐地形成了海底峡谷。总之,上述各种解释对某一个海底峡谷都有它自己的道理,但不能一概而论,要对不同的对象进行不同的分析。我们相信在不久的将来科学家会有更圆满的答案。

海底热泉是怎么回事?

大家都知道,在世界很多地方都有温泉,温泉是因地热形成的,水中含有多种微量元素,吸引着许多游客沐浴。可是你知道吗?跟海底的热泉相比,这简直是小巫见大巫。