书城童书学生最想知道的未解之谜:大自然的困惑
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第23章 海底下沉谜团

海洋中最深的地方是海沟,它们的深度基本都在6000米以上,而且海沟附近发生的地震是十分强烈的。据统计发现,全球80%的地震都集中在太平洋周围的海沟及附近的大陆和群岛区内。这些地震会释放出大量的能量。据估测,地震每年释放的能量几乎能与爆炸10万颗原子弹相比。有趣的是,海沟附近发生的都是浅源地震。而向着大陆方向,震源的深度才会逐渐变大,最大深度可达700千米左右。如果我们把这些地震震源排列起来,就会构成一个从海沟向大陆一侧倾斜下去的斜面。

1932年,荷兰人万宁·曼纳兹利用潜水艇测定海沟的重力,结果他奇怪地发现,这些海沟地带的重力值都非常低。这个结果使他感到很迷惑,因为根据地块漂浮的地壳均衡原理,重力过小的地壳块体应向上浮起才对,而实际上海沟却是在如此深的地方。经过研究,曼纳兹认为,可能是海沟地区受到地球内部一股十分强大的拉力作用,才呈现出下沉的趋势,从而形成了幽深的海沟。

20世纪60年代,人们通过探索逐渐认识到,大洋中脊顶部是新洋壳不断生长的地方。在中脊顶部,每年都会长出几厘米宽的新洋底条带,面积约达3平方千米。而地球表面的面积却并没有逐年增大。由此可见,每年也必定会有等量的洋底地壳在其他别的地方被破坏消失了,这样才能均衡。

科学家发现,在地下100~200千米厚的坚硬岩石圈下面,是炽热、柔软的软流圈,在那里是不可能发生地震的。而之所以发生中、深源地震,应该是坚硬岩石圈板块下插入了软流圈中的缘故,这些中、深源地震就发生在尚未软化的下插板块之中。海沟地带两侧板块相互冲撞,从而激起了全球最频繁、最强烈的地震。也正因为洋底板块沿海沟向下沉潜,才造成了如此深的海沟。

通过以上分析,可以看出曼纳兹的理论也是有道理的。

那么,究竟是什么力量导致洋底板块俯冲潜入地下的呢?

日本有学者研究后认为,洋底岩石圈的密度较大,而其下面的软流圈密度却偏低,所以洋底岩石圈板块容易沉入软流圈中。俯冲过程中,随着温度和压力升高,岩石圈也会发生变化,密度也会进一步增大。这就如同桌布下垂的一角浸入到一桶水中一样,变重了的湿桌布可能会把整块桌布都拉向水桶。海沟总长度最长的太平洋板块,在全球板块中具有最高的运动速度,因此研究人员据此认为,海沟处下插板块的下沉拖拉作用可能是板块运动的重要驱动力。如果事实真的如此,那么洋底板块应该遭受到扩张应力作用。而近年来的测量发现,洋底板块内部却是挤压应力占优势。这一事实对于重力下沉的说法是个不小的打击。

另外,还有一些学者提出地幔物质对流作用的观点。这种观点认为,大洋中脊位于地幔上升流区,而海沟则处在下降流区,正是汇聚下沉的地幔流把洋底板块拉到地幔中去的。

这一看法与上述万宁·曼纳兹的见解是一脉相承的。但是,目前还是缺乏地幔对流的直接证据。而且,还有一些学者认为地幔物质的黏度太高,很难发生对流。因此,对于海底为什么会出现下潜的问题,科学家们仍在积极地进行研究和探索。