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第20章 海底为何会下潜

我们都知道,海洋中最深的地方是海沟,它们的深度都在6000米以上。海沟附近经常发生十分强烈的地震。据统计,全球80%的地震都集中在太平洋周围的海沟及其附近的大陆和群岛区。这些地震每年释放出的能量,可与bàozhà10万颗原子弹相比。

有趣的是,海沟附近发生的都是浅源地震,向着大陆方向,震源的深度逐渐变大,最大深度可达700千米左右。把这些地震源排列起来,便构成一个从海沟向大陆一侧倾斜下去的斜面。

1932年,荷兰科学家万宁·曼纳兹利用潜水艇测定海沟的重力,发现海沟地带的重力值特别低。这个结果使他迷惑不解,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当向上浮起,而实际上海沟却是如此的幽深。经过一番研究,万宁·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的作用,所以才有下沉的趋势,从而形成幽深的海沟。

上个世纪中叶,人们认识到大洋中脊顶部是新洋壳不断生长的地

方,在中脊顶部每年都要长出几厘米宽的新洋底条带(面积约3平方千米),而地球表面面积却并没有逐年增大,可见,每年必定有等量的洋底地壳在别的什么地方被破坏消失了。

地球科学家发现,在100~200千米厚的坚硬岩石围之下,是炽热、róuruǎn的软流图,在那里不可能发生地震。之所以有中、深源地震,正是坚硬岩石圈板块下**软流圈中的缘故。

这些中、深地震就发生在尚未软化的下chā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是非常正确的。

那么,是什么力量导致洋底板块俯冲潜入地下的呢?

日本地球科学家上田诚也等人认为,洋底岩石围密度较大,其下的软流圈密度偏低,所以洋底岩石圈板块易于沉入软流圈中。俯冲过程中,随着温度、压力升高,岩石圈发生变化,密度还会进一步增大。这就好比桌布下

垂的一角浸在一桶水中,变重了的湿桌布可能把整块桌布拉向水桶。

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,上田诚也等人据此认为海沟处下擂板块的下沉拖拉作用可能是板块运动的重要驱动力。如果确实如此,洋底板块理应遭受扩张应力作用,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学说是一个有力的驳斥。

另有一些学者提出地幔物质对流作用的观点,认为大洋中脊位于地幔上升流区,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·曼纳兹的见解如出一辙。但是,目前我们还缺乏地幔对流的直接证据。也有一些学者强调地幔物质粘度太高,很难发生对流。

众说纷纭,但究竟海底为何会下潜,仍没有一个足以能使人信服的证据,因此,尚有待于科学家继续努力。海底峡谷究竟是怎样形成的

人们经常会在大洋边缘的大陆架和大陆坡上发现坡度陡峭

、极其壮观的海底峡谷。

有专家认为,海底峡谷是由地震引起的海啸侵蚀海底而成的。可是,在没有海啸的地区也发现有海底峡谷,可见,海啸之说不能用来解释所有海底峡谷的成因。

另一种说法海底峡谷是由河蚀造成的。他们认为这些海底峡谷所在的海底过去曾经是陆地,河流剥蚀出的陆上峡谷,后来由于地壳下沉或海面上升,才被淹没于波涛之下成为海底峡谷。

日本学者星野通平就认为历史上海平面曾一度比现今低数千米,大陆架和大陆坡那时均是陆地。不过,现代地质学研究表明,全球海平面大起大落幅度达数千米,是根本不可能的。至于某些陆架、陆坡区地壳大幅度升降的说法,倒是可以接受的,但海底峡谷也广泛见于地壳运动平静的构造稳定区,所以陆上峡谷被淹没的说法不能作为海底峡谷的普遍成因。

1885年,科学家发现。富含泥沙的罗纳河河水注入清澈的湖水之下,沿湖底顺坡下流。以后科学界把这种高密度的水流称做浊流。1936年,

美国学者德利在阅读一篇描述日内瓦湖浊流现象的文章时,猛然意识到,海底峡谷很可能就是由海底浊流开拓出来的。携带大量泥沙,沿海底斜坡奔腾而下的浊流,应具有强大的侵蚀能力。不过,当时还从未有人观察过海底蚀流现象,所以人们对这一说法仍然将信将疑。

直到20世纪50年代,海洋地质学界通过深入研究,才得出浊流具有强大的侵蚀能力的结论。

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