如果将海水抽干的话

    如果将海水全部抽干，大西洋、太平洋等海底究竟会是什么样子呢？会不会也像陆地上有平原、有山谷呢？

    那么，我们又如何来研究海底的地形呢？海底又有多深呢？

    在测量海深时使用超声波。观测船一边在海面航行，一边向海底发射超声波，然后从接收到海底反射超声波所需的时间来计算水深。

    20世纪50年代世界各国的观测船在全世界的海洋进行观测后，整理得出的水深数据经电脑处理后描绘出的海底地形图，基本上再现了海底的地貌。

    如图所示，海底有山谷，也有平原。当然这些地形的景观与地球完全不同。如果有一天地球上的海水真的不见了，我们一定会以为眼前的景观是另一个行星。

    海底的地形比陆地的地形规则得多。

    有的峡谷蜿蜒几千千米长，有的一条线上并排着几十座富士山似的火山。海底的火山比想象中多。事实上80％的火山运动都在海底发生。图中太平洋底的小突起物是比高（比高是从海底开始的高度）5，000米级的火山。

    为什么海底的地形会如此规则？这是因为板块构造运动直接地反映在地形上。

    在两大板块的交界处，即中央海岭处，由于板块分离而造成的峡谷和断层有规则地交叉排列。

    由海洋板块运动而形成的规则几何形地形以及无数的火山，这就是深海的地形。这同时证明，深海海底也是活动的。

    板块构造

    地球的表面称为“地壳”，由厚达数十千米到两三百千米的坚硬的岩石层构成。

    地壳分为14块，在地球表面向不同的方向运动。这些独立的移动地壳被称为“板块”。

    地壳下面是可以缓慢变形的地幔层，板块就在地幔层上部运动。

    板块的移动速度约为每年1～10厘米，正好和手指甲的生长速度相同。虽然速度非常慢，但是经过几百万年，几千万年，就可能移动几千千米。

    下图是现在板块移动速度的等值线示意图。地球是一个球体，所以板块的运动也呈旋转运动，距离旋转中心越远就旋转得越快。

    格陵兰的冰盖板块之间的交界处并非就一定是海洋与大陆的交界处。这一点也许不是很好理解。如图所示，在西太平洋大陆和海洋的交界处基本就是板块的交界处，但在大西洋两者则不一致。

    西太平洋板块的边界是“海沟”。海沟是海洋板块同大陆板块撞击后，在引发地震的同时，向地球内部下陷而形成的。

    而大西洋的海沟并非海陆的交界处。海洋板块和大陆板块连成一体，向同一方向运动。

    从图中可以看出，有陆地的板块的运动速度小于无陆地的板块（如太平洋板块）的运动速度。

    板块的陆地部分厚为200～300千米，而海洋部分小于100千米。可能是因为厚重的大陆部分陷入地幔，才导致速度减慢。

    仔细观察上图，我们会发现大西洋中板块的边界在海洋的中央。在此板块同板块渐渐分离，形成了中央海岭这个海底大山脉。

    中央海岭地区由于地球内部高温，火山运动活跃。火山喷发、地震、断层运动等地球活动大多发生在板块边缘处，而板块边缘的90％在海底，所以我们要研究地球活动，就必须更多地了解海底。

    大洋的形成和大陆的移动

    大陆以每年几厘米的速度移动着。在运动了几千万年乃至1亿多年后便形成了大西洋和印度洋这些大洋。

    事实上，现在大西洋仍以每年3厘米左右的速度，印度洋以每年4～7厘米的速度不断地增加着宽度。

    现在地球表面存在着非洲大陆、南北美大陆、欧亚大陆等多个大陆，也存在着太平洋、大西洋、印度洋等多个大洋，地形丰富。在2亿年前地球上只有一大块大陆和一大片大洋存在。

    2亿年前的大陆就像现在所有的大陆合起来那么大，称为“泛大陆”。

    泛大陆约占地球表面积的1／3，剩下的2／3是被称为“泛大洋”的海洋。

    泛大陆在1.8亿年前开始分裂。

    经过1亿多年的分裂，泛大陆终于分裂成现在的7个大陆并在分裂中形成了大西洋和印度洋。

    南北美大陆和欧洲、非洲大陆的分离形成了大西洋，南极大陆和非洲、印度、澳大利亚大陆的分离形成了印度洋。

    太平洋则并非由大陆分裂造成的，是2亿年前的泛大洋缩小后形成的。

    由此可见，太平洋、大西洋、印度洋的形成过程是不同的。太平洋的面积每年都在减少。而它减少的面积恰好等于大西洋、印度洋每年增加的面积。

    地球表面的大陆在不停地移动，生成新的大海。关于海洋的缩小和扩大的详细情况我们今后再说明。

    太平洋的海底

    太平洋是地球上最大的海洋。从地球仪的南太平洋侧面观察地球，你会以为整个地球只有海洋。

    太平洋海底多由海沟围着，这些海沟的深度一般为7，000～8，000米。在日本南方的关岛附近的马里亚纳海沟则深达9，000米，有的地方甚至达到了11，000米。

    最深的这部分叫做“挑战者海渊”。上节说明过，太平洋海底就是通过这些海沟陷入地球内部的。

    在西太平洋里有许多海山。这个地域是地球上最大的海山密集地带。这些山每座都超过5，000米，比富士山高出很多。

    海山一般由海底的火山活动形成。西太平洋的海山却多为死火山。西太平洋的海山群形成于白垩纪（约1亿年前）的东南太平洋，经板块移动横渡了太平洋。

    马里亚纳海沟

    自东南太平洋向西太平洋的海山连绵不断。这表明东南太平洋处形成的海山向西北不停地移动着。东南太平洋处形成的海山每年约移动10厘米，到达日本附近就用31.5亿年。

    在海山不断形成的东南太平洋有一座中央海岭，它的扩大速度最快。

    在此板块每年分离16厘米，然后火山活动会生成新的海底。火山形成的海底为玄武岩层。太平洋洋底几乎都是由中央海岭形成的。

    日本海沟和新西兰东边的海底就是这样。海底广大而平坦的地形称为“深海平原”。

    新西兰东边的深海平原可能是世界上最大的平原。它的水深约5，500米，在它上面沉积着约1，000米的沉积物。

    这些沉积物的形成约用了几千万到1亿年。沉积的速度非常慢，每1，000年才几毫米，成分多为浮游生物的尸骸和宇宙尘。

    印度洋的海底

    印度洋对于日本人来说可能比较陌生。其实印度洋形成的历史对亚洲有着重大的影响。

    在印度洋形成的同时印度大陆向北移动和欧亚大陆相碰，形成喜马拉雅山脉，也使亚洲定形。日本现在的气候也受喜马拉雅山脉的影响。

    印度洋风光

    印度洋海底最大的特征是它的中央有3个中央海岭汇集在一点。3个板块（非洲板块、澳大利亚板块、南极板块）在此交汇。这种三重交点地球上共有7处，印度洋中的这个最具代表性。从这个交汇点开始向3个方向的海底不断地生成，所以也可以说印度洋的海底是由这个交点产生的。

    印度洋海底的另一个特征是它的向南北延伸的两条海岭。东侧直线状的海岭总长超过4，000千米，相对高度4，000米，宽3，000千米，几乎和日本诸岛一样。这条海岭大致沿东经90°线呈南北向延伸，被称为“东经90°海岭”，是除中央海岭外地球上最大的海岭。

    印度洋也有海沟。沿着苏门答腊岛和爪哇岛的爪哇海沟总长5，000千米，是世界上最大的海沟。在此澳大利亚板块向北陷入。

    在印度大陆还未撞击欧亚大陆之前（约4，500万年前），爪哇海沟曾贯穿喜马拉雅，一直延伸到阿拉伯地区。现在的爪哇海沟不过是过去巨大的海沟的一部分而已。

    印度洋东侧孟加拉湾的海底全部被“孟加拉扇形地”覆盖。孟加拉扇形地是由喜马拉雅山的大量的泥沙沉积而成的，是世界上最大的沉积体，约有15千米厚。

    大西洋的海底

    大西洋海底地形要比印度洋和太平洋简单得多。大西洋中心的“大西洋中央海岭”北起北冰洋，南至南极海，贯穿大西洋，是世界上规模最大的山脉。

    中央海岭山顶的水深约2500米，山顶东西两侧的水深逐渐增加，最深达到6，000米。

    中央海岭的形状规模虽和陆地上的山脉很相近，但是它们的构造却不相同。

    中央海岭是海底火山活动的地方。新生的海底向东、西移动，所以离中央海岭越远的海底年龄越古老。

    大西洋最古老的海底在两侧的大陆附近，年龄约在1亿岁到1.8亿岁。大西洋底不存在巨大的海沟，所以1.8亿年前超大陆分裂时形成的海底并不会沉入地球内部，全部留在海底。大西洋的中央海岭每年约有3厘米的新海底生成，致使大西洋面积不断扩大。

    大西洋中的海山和海底高原也没有太平洋和印度洋多，仅有的几座海山全是热点火山活动形成的。

    其中最大的是北大西洋的冰岛海底高原和南大西洋的沃尔维斯海岭，都是冰岛热点和特里斯林热点（海底热泉）活动形成的。

    尤其是冰岛热点，由于它的活动经常导致中央海岭火山爆发，所以非常有名。

    日本周边的海底

    日本周边的海底到底是什么样子？看了下页的图就会明白，原来日本周边的海底是如此复杂，并且是地球上最复杂的海底地形。

    日本附近海底地形

    之所以如此复杂，是因为日本处在4个板块的边缘，这些地方的地壳活动非常频繁。

    图中最引人注意的莫过于海沟非常得多。由北向南分别为“千岛海沟”、“日本海沟”、“伊豆—小笠原海沟”、四国海的“南海海沟”和冲绳的“琉球海沟”。除较浅的南海海沟外，其他的海沟的水深都在7，000～9，000米之间。海沟是海洋侧板块沉入地球内部时形成的沟状地形。

    太平洋底的海山非常多。这些海山的相对高度为4，000～5，000米。这些海山都是海底火山。日本周边的太平洋海底的海山全是1亿多年前的火山活动形成的。

    在伊豆半岛南方延伸的海底高地被称为“伊豆—小笠原海岭”，这些海岭有的露在海面，形成了包括大岛、八丈岛、父岛等岛屿在内的伊豆—小笠原诸岛。

    虽然在海面上仅为一个小岛，在海面下却是一个大规模的海岭。伊豆—小笠原海岭是5，000万年前的火山运动形成的，海岭全体都由熔岩和火山灰等火山喷出物形成。

    像伊豆—小笠原海岭这种和海沟平行的火山列岛的火山活动是因为海洋板块从海沟进入地球深部时，带入的水和地幔中的岩石作用形成岩浆后爆发而形成的。

    所以海沟附近肯定会有火山活动。日本的火山活动都是由海沟处板块下沉而引发的。

    日本附近的深海底分为太平洋侧、菲律宾洋侧、日本海侧等部分，其中最深的是太平洋侧，约6，000米。菲律宾洋侧约4，000米，日本海侧约3，500米。

    太平洋侧的海底是在1.5亿年前的侏罗纪形成的，而日本海、菲律宾海的形成是在1，500万～3，000万年前。

    中央海岭

    根据不同的地域，“中央海岭”也被分别称为“东太平洋海膨”、“大西洋中央海岭”等，其实太平洋、大西洋、印度洋的中央海岭都是连在一起的。

    所以说中央海岭是全球规模的。中央海岭的火山活动极其活跃。由于这些活火山活动，不断地有新的海底形成，这些新生成的海底成为板块的一部分，并随之移动。全球80％的火山活动是在中央海岭发生的。

    中央海岭的海底经常被新生成的熔岩覆盖。这些熔岩多呈枕状，被称为“枕状熔岩”。这是喷到水中的熔岩特有的形状。

    地球上所有的海底都是由中央海岭产生的，所以枕状熔岩遍布整个大洋海底。由于长年的沉积，这些枕状熔岩上面有着几百米厚的沉积物。

    中央海岭上堆积的大量熔岩证明火山活动很频繁，但是人类至今还未亲眼目睹过深海火山的爆发。

    一个重要的研究课题是：这种中央海岭的火山爆发活动究竟对海洋的环境有何影响？

    在一些较靠近陆地的中央海岭处，科学家们安装了水下麦克风监视火山活动。当捕捉到可能是火山喷发的声音时，便立即派遣观测船前往。相信不久人类就可以亲眼目睹中央海岭的火山爆发了。

    中央海岭的熔岩喷发活动应该是每10年左右发生一次。比之较频繁发生的是海底的热水活动。

    中央海岭的活跃断层处不断有海水渗入。这些海水在地下2～3千米处与岩浆接触升温后，从海底猛烈地喷射而出，温度约为350℃。这种热水中溶有多种海底地壳中的矿物，所以多为黑色。它的喷射口被称为“黑烟囱”。

    这种热水活动可以产生海底金属矿，也可能在几百年间改变海水的化学成分。

    并且在这些热水喷出区域集中了许多的贝类、虾、蟹、细菌以及深海植物，形成了一个巨大的生物群，被称为“深海的绿洲”。

    由于海底的情况非常特别，所以有一种很有力的假说，认为地球上最早的生命是从中央海岭的热水喷出口处产生的。

    海山和热点

    夏威夷岛在太平洋中央，岛上的基拉韦厄火山是地球上最活跃的火山。海底有着无数的海山，夏威夷岛就正在制造海山。

    看一下下图就知道，夏威夷岛的西北部海域中竟然有那么多排列整齐的岛和海山。

    这便是“夏威夷海山列”。形成这一海山列的便是现在引发基拉韦厄火山爆发的“热点”活动。形成这些岛约用了4，200万年时间。山列的方向便是太平洋板块的运动方向。

    热点是由地幔上涌而形成的。地幔和地核的交界处（地下约2，900千米深处）是最关键的发生源。

    热点和板块活动无关，它的位置固定在地幔层中。因此热点引发的火山爆发会在移动的板块上留下轨迹。在海中便是海山列。热点活动一般要持续1亿年以上。

    夏威夷岛处的热点移动

    如上页图所示，4，200万年前的海山列“天皇海山列”有一个朝向东南的急转弯。这一现象说明4，200万年前太平洋板块的移动方向和现在不同，在4，200万年后突然改变了方向。

    热点共有50多个，几乎都在海洋中，这是因为如果热点在大陆上出现，就会致使大陆分裂，形成中央海岭，然后新的海洋就会诞生。

    也就是说，热点会导致海洋的产生，所以热点多在海洋中。热点在诞生时会引发极大规模的火山喷发活动，对地球环境造成巨大影响。

    但是热点究竟是如何产生的，至今还是个谜。随着对海洋和热点的研究的发展，相信总有一天会解开这个谜的。

    海沟的构造

    “海沟”就如字面意义，是海底的“沟”。

    海沟呈细长形。一般的大洋海底最深处约为6，000米，海沟的最深处则达1.1万米，是一般海洋的2倍左右，这一点表明海沟的确有它特殊的地方。

    海洋侧的板块在海沟沉入地球内部。由于日本海沟的地形板块的下沉作用，使得海沟变得很深。

    海底一般都堆着厚厚的沉积物。海沟沿陆地分布，所以积满了从大陆上带来的泥沙。

    但奇怪的是，一般的海底沉积物都在1，000米左右，海沟处的沉积物则只有100米左右。更令人吃惊的是有的地方竟然完全没有沉积物。

    海沟底部的沉积物之所以这么少，有两种假说。一种认为海沟就像一个可怕的地狱，将一切沉积物都吸入地下。也就是说，在海洋侧的板块沉入地下时将沉积物也一起带了进去。海洋侧的板块在下陷时不仅会将沉积物带走，还会磨损陆地侧的地壳并将其一起带入。这种海沟称为“侵蚀型海沟”。日本海沟是世界上最有名的侵蚀型海沟。

    另一种假说认为，海沟底部的沉积物在海洋侧板块向陆地侧板块移动时，由于挤压作用而成为了地壳的一部分。

    在这时不仅海沟底部的沉积物被挤压到陆地板块上，海洋侧的地壳也有一部分压到了大陆地壳上，这种海沟被称为“附着型海沟”。南海海沟便是世界上有名的附着型海沟。

    海沟是多变、不稳定的地形，不停地重复着和侵蚀陆地地壳的过程。当然这些变化都伴随着大规模的地壳变化运动。

    海沟不仅仅深邃无比，而且是地球生命力的一个体现。

    日本海的形成

    日本人对日本海一定非常熟悉。那么，为什么中国大陆和日本诸岛之间会存在着海呢？这个海又是何时形成的呢？

    仔细观察日本和中国大陆周围地区，我们会发现像日本海一样的海有很多，如白令海、鄂霍次克海、南海等。

    这种在大陆附近相对较小的海被称为“边缘海”。边缘海的形成应该有些相似之处。

    日本海虽然小，但是海底地形非常复杂。

    日本海的南侧地形的凹凸非常明显，中央是被称为“大和堆”的大型高地。另外，还有朝鲜海底高原、隐岐堆、隐岐海岭等。

    事实上，这些地势较高的部分大多和中国大陆的地质相近。例如，大和堆中可以开采出大量和中国大陆或日本岛相似的花岗岩。其实这些海底本来是大陆的一部分。

    日本海的北部是一片深海，被称为“日本海盆”。日本海盆水深3，500米，下面还有2，000米的沉积物。再下面是熔岩层。经过深层发掘发现，这些熔岩层的年代在2，000～3，000万年前，并且广泛分布在日本海底的沉积物下。经过日本海地球物理学分析观测，推定日本海盆的中央曾经存在过中央海岭。

    从上面描述的日本海的特点，我们可以推测日本海形成的情况。

    距今3，000万年前日本海并不存在。日本岛只是欧亚大陆的一部分。在大概3，000万年前，由于剧烈的火山运动，大陆地壳开始分裂。在分裂处形成了中央海岭，然后像大西洋一样形成了新的海洋，同时导致日本岛向南移动。日本海的南部由于中央海岭发育未全，残留下来的大陆断片便形成大和堆。

    日本海形成的过程和大西洋形成的过程几乎完全一样，包括大陆分裂、大陆移动、中央海岭活动、新海洋形成等几个部分，其他边缘海的形成也类似。

    这些地壳变化运动应该和地球内部的地幔有很大的关系，但是具体的关系还未知晓。

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