第一节:海中峡谷
“海中的峡谷”,是人们对海沟的美称,是指在海洋中平缓海盆边缘处出现的巨大洼地。那些洼地通常狭窄而又陡峭,就像我们陆地上的峡谷一样,纵横在海底。那里宁静而又神秘。那里的水压可以压垮装甲车,却还是有生物顽强地生活在那里,将那里变成生命的乐园。海沟常常与海底的火山弧相伴而生,它们是浅源地震的多发地。很多海啸就是海沟浅源地震引起的。世界上有几十条海沟,但最受关注的却是马里亚纳海沟,因为马里亚纳海沟是现在所勘察到的最深的海沟,它的深度甚至超过了珠穆朗玛峰的高度,它当之无愧是整个地球表面最接近地心的地方。
什么是海沟
海沟,就是海盆上或者海盆边缘那些狭窄的巨型洼地,一般来说海沟的边缘很陡峻,其深度大多超过6000米。海沟是大洋地壳同大陆地壳间相接触的过渡带。
海沟常会与岛弧紧密共生,由此构成统一的弧沟系。绝大多数海沟都位于岛弧向洋的那一侧;当然也有少数海沟出现在岛弧陆地一侧的边缘盆地中,比如南海东缘出现的马尼拉海沟、所罗门海里的新不列颠海沟以及珊瑚海里的新赫布里底海沟等,这些陆侧海沟除了长度较小这一特点外,其他的形态特点与一般海沟并无二致。
对于海沟,目前科学家持有不同的观点。他们有的认为,只要是水深超过6000米的狭长洼地,都可以划分到海沟之列。但还有一些人则认为,真正的海沟就应该是与火山弧相伴而生的那些海中沟谷。
全世界大洋里大约有30条真正的海沟,而其中最主要的有17条。这其中属于太平洋的就有14条之多,可见太平洋海底是非常复杂的。
海沟多数出现在大洋的边缘附近,并与大陆边缘相平行。海沟在环太平洋地区比较多见。在太平洋的西部,海沟大多会同岛弧平行排列,而在太平洋的东缘,海沟则同陆缘火山弧伴随分布。海沟附近还有环太平洋的地震带,其地质的复杂性可见一斑。在大西洋和印度洋里也分布着少数海沟。
海沟是岩石圈板块的消亡边界,大洋岩石圈板块都在海沟处俯冲与消亡。
海沟最主要的地质特征为:第一,海沟的长度一般在500千米到4500千米之间,宽度则在40千米到120千米之间。地球上最深的海沟为马里亚纳海沟,它深达11033米,非常神秘。海沟大多呈弧形向大洋方向凸出,它的横剖面一般会呈不对称的V字型,并在近陆侧陡峻,而近洋侧则略为缓和。第二,海沟的两侧普遍有呈阶梯状的地质结构,地质情况复杂。海沟中的地质沉积物一般很少,其中主要包括深海与半深海相浊积岩。第三,海沟沟坡上部分较为平缓,而下部分则比较陡峭。沟坡的平均坡度在5度到7度之间,当然也有例外,太平洋海底也有坡度在45度以上的。第四,海沟一般会出现重力负异常现象,自由空间的异常值非常低,热流量比地壳平均热流量还要低。第五,在太平洋海沟附近分布的地震带是这个星球上运动最强烈的地震带。地震震源通常从洋侧向陆侧越来越深,海沟附近向大陆方向倾斜的震源带,就是这样形成的。
海沟的洋侧坡可算是大洋盆地岩石圈向大陆方向的直接延续,其地壳结构大多属于非常正常的大洋地壳。虽然海沟的轴部地壳已经开始增厚,但是仍具有洋壳所具备的三层结构。轴部地壳增厚的原因主要是其中一层增厚。这层的厚度可达7千米到9千米,这比标准洋壳的同层厚得多。有的海沟,其轴部莫霍面的深度早已超过海面以下20千米,比如汤加海沟。但也有些海沟的轴部地壳无明显增厚,如琉球海沟。从轴带向陆的一侧起,地壳厚度会普遍急剧增大。
海沟同其相伴而生的火山弧,都位于板块俯冲的边界,在这一地区都有强烈的地震活动。如前所说,震源通常会从洋侧向陆侧逐渐加深,因此构成自海沟附近向大陆方向逐渐倾斜的震源带,人们称其为贝尼奥夫带,其形成过程大概与板块俯冲作用相关。
海沟本身大多为浅源地震带,会有大量的浅源地震在沟陆侧坡一带附近发生。其震源机制绝大多数为逆断层型,这就是俯冲板块与其上覆板块之间汇聚挤压的结果。
浅源地震也会在海沟轴部和洋侧坡发生。在洋侧坡和外缘隆起处,地震震源的原因大多为引张作用。这大概是由于大洋板块在此处俯冲下弯,使弯曲部分凸面的板块表层多呈现伸张状态所导致的。中深源地震,大多分布于火山弧与弧后地区。
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