书城科普海洋馆漫游:海洋怪象实录
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第3章

现代着名海洋地质学家孟纳德认为,太平洋中的平顶海山都位于一片原来隆起的地壳上,他称之为“达尔文隆起”。这些隆起上的许多海山,其顶部接近海面,被风浪削平,尔后,整个隆起下沉,便形成今日平顶海山的面貌。但温泰勒尔等不同意孟纳德的见解,他们认为没有事实证明“达尔文隆起”存在过。

“盖奥特”的存在由于缺乏深海调查资源,已提出的说法都没有足够的说服力,因此还有待于科学家作进一步的研究。

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,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、柔软的软流图,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插进软流圈中的缘故。

这些中、深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。

1952年,美国海洋学家希曾等人研究了1929年纽芬兰岸外海底电缆在一昼夜间沿陆坡向下依次折断的事件,判定肇事者正是强大的海底浊流。希曾等人还根据海底电缆依次折断的时间,推算出这股浊流在坡度最大处流速高达28米/秒,在到达水深6000米的深海平原时,流速仍有4米/秒。自陆坡至深海洋底浊流长驱达数千里之遥。这个理论逐渐被科学家认可。

但也有学者怀疑,海底浊流虽有较强的侵蚀能力,只是那么大的海底峡谷,仅靠浊流能否切割出数百米乃至数千米的深度,仍是一个未知数。

埃弗里波斯海峡之谜

埃弗里波斯海峡,是位于希腊本土与希腊第二大岛——埃维厄岛之间的一条长长的海峡。

早在古希腊时代,大哲学家、科学家亚里士多德和许多的科学家就对这里的奇异的水流产生了浓厚的兴趣,企图解开这令人迷惑的水流之谜。

原来,在埃弗里波斯海峡中部的卡尔基斯市附近,海水的流向反复无常,一昼夜之间往往要变化6至7次,有时甚至要变化11至14次。

与此同时,海水流速可达每小时几十海里,这给过往船只带来了很大的危险。

有时候,变幻莫测的海面突然变得十分宁静,海水停止了流动,然而可能不到半个小时,海水又汹涌澎湃、奔腾咆哮起来。也有的时候,海水竟能一连几个小时朝着一个方向奔流而去。

继亚里士多德以后,2000多年来,许多国家的各方面专家,纷纷对埃弗里波斯海峡令人费解的水流进行了研究和探索,最终均一无所获。

近来,希腊科学家提出,这种现象是地中海海水的自然波动、起伏所致。

然而,这种看法早在2000多年前时亚里士多德即已提出,并不是什么新的理论,更无法具体说明埃弗里波斯海峡水流异常的原因。

因此,要破译埃弗里波斯海峡之谜还需付出艰苦的努力。

大海中的间歇水柱之谜

1960年12月4日,地中海海域。一艘名叫“马尔模”的轮船正在航行,忽然,船长和船员们看到一个奇异的、好像白色积云的柱状体从海面垂直升起,但几秒钟后就消失了。几秒钟后,它又再次出现。于是船员们用望远镜观察,发现它是一个有着很规则的周期间隔的升入空中的水柱,每次喷射的时间约持续7秒钟左右,然后消失;大约2分20秒后又重新出现。用六分仪测得水柱高度为1506米。

“马尔模”号发现的这股奇异的水柱是怎样形成的?科学界争论不休。有人认为它是“海龙卷”。威力巨大的龙卷风经过海面上空时,会从海洋中吸起一股水柱,形成所谓的“海龙卷”。但“海龙卷”应成漏斗状,这与船员们观察到的情况不同。而且从有关的气象资料来看,当时似乎无形成“海龙卷”的条件。于是,有人提出,水柱的产生是火山喷气作用的结果。理由是,地中海是一个有着众多的现代活火山的地区,但在水柱产生的海域却又没有发现火山活动的记录。而且,“马尔模”号的船员们在看到水柱时,也没听到任何爆炸的声音。再者,如果确是水下火山喷发,周围的海域也不会如些平静。于是又有人推测,这是一次人为的水下爆炸所造成的。但水柱周期性间歇喷发的特征和当时没有爆炸声,排斥了这种可能。

那么,“马尔模”船员发现的水柱到底是如何产生的呢?至今都还没有人找到答案。

大洋中真的出现过陆桥吗

科学家在100多年前就发现,远隔重洋的两大陆有着非常相似、甚至完全相同的生物种属。根据同一个物种有着同一的起源的观点,这些既不会飞又不会游的生物是如何远渡重洋来到大洋彼岸的呢?

有人提出陆桥说,认为大洋中曾存在过一些狭窄的好像桥一般的陆地,称为“陆桥”,生物正是通过这种陆桥从一块大陆来到另一块大陆的。后来,地壳变动,陆桥被海水淹没。但我们仍可以根据一些分散的小岛和水下高桥找到它们的踪迹。

另外一些学者坚持大陆漂移说,认为生物并不是通过什么陆桥迁移的,而是驮载在漂移的大陆上,从这里漂到那里。这种学说在20世纪60年代后,曾一度盛行。

不久前,我国一位学者对陆桥说提出了新的评论。认为,尽管大陆漂移说已得了许多重要证据,但陆桥说也不是完全没有道理。特别是新生代以来的一些生物化石,之所以能在不同的大陆出现,就是通过陆桥迁移的。因为根据大陆漂移说,新生代以来的大陆早已相互漂离,生物迁移只有通过陆桥才能完成。今天各大洲都有些浅海区相连,如亚洲与北美洲之间的白令海峡,最深处只有521米;亚洲大陆与苏门答腊岛之间的马六甲海峡,最深处113米,但绝大多数水深不过几十米。澳大利亚与新西兰之间的托雷斯海峡,最浅处仅5米。因此,只要海水面比现在下降100米,这些陆块之间就会出现陆桥。在第四纪冰川期最盛期,由于大量水变成冰,海面很有可能出现比现在低100米的局面。因此,不难设想,在第四纪冰川期最盛期,除南极洲外,地球上各大洲均可连成一片,相互沟通。

虽然陆桥说很有道理,但因无进一步的证据论证,所以,大洋中的陆桥仍是一个待解之谜。

神秘恐怖的地震海啸

在海底或大陆边缘发生的地震、火山爆发、岛弧地区的滑坡、沿岸地区山崩引起的海水剧烈波动。被人们称之为地震海啸。山崩造成的海啸,有些国家则称为“山崩波”。

地震海啸的波长很长,短者也有几十千米,最长的可达五六百千米,而且传播速度快。在水深三四千米的大洋中,每小时可传播几十千米,有时甚至达数百千米。另外,地震海啸在大洋中传播时,一般波高在l~2米,加之波长很长,所以不易被人察觉。但当它传至浅海地带或近岸时,波浪叠加,波峰隆起,有的高达20米左右,最高者可达40米。此时,由于波浪能量不断集中,其巨大的破坏力是人们难以想象的。从实测得知,地震海啸对被冲击的海岸每平方米的波压可达20~30吨;美国比斯开湾的一次大海啸,拍岸浪波压竟达每平方米90吨。由此不难想像,强大的地震海啸将对一些沿岸国家和地区的人民和财产构成巨大的威胁,也给地震海啸发生地区,甚至是波及地区造成无可挽回的损失。

每当地震发生时,海底地壳的急剧升降就会迫使有几千米深的海水水柱发生运动,同时在海水上层形成巨大而迅猛的波浪,当波浪涌进浅水海域时,浪头会骤然增高,放慢速度,似海中巨人立起身来,并像一扇墙似的倾倒在岸上。如果遇到漏斗形深水港湾峡谷,或沿河谷逆流而上,海啸的浪头会更大更猛,高高的水墙以迅雷不及掩耳之势奔腾而来,将沿途遇到的一切房屋树木、人畜财产都吞噬下去。随即,海啸波又夹带着它所吞噬的一切退却下去,然后再返回来。就这样一进一退,数次往返,犹如摧枯拉朽,一切障碍物都会被荡涤一空。

有时海水急剧地流去,形成大退潮,使从不露面的近岸海底礁石显露出来。随之,海水再猛烈地上涨。这种情况一般是由海底地壳急剧陷落而形成的海啸。相反,如果海啸波最初到达海岸时像一堵水墙向岸上袭来,那么这种海啸一般都是由海底地壳急剧隆起造成的。

夏威夷渔民在1946年4月1日曾目睹了一幕前所未有的奇景:海水急剧退却,从未露过面的洋底一下子暴露在光天化日之下,许多海鱼和海洋生物在洋底乱蹦乱跳。这些渔民以为发生了奇迹,都争先恐后地去捉鱼。结果,猛然袭来的海浪使119人葬身鱼腹。这次事件使人们认识到,当海水突然大落时,应当警惕“地震海啸”的袭击。

据史料记载,1755年11月1日,大西洋欧洲沿海的葡萄牙首都里斯本发生大地震时,也引起了一次大海啸。只见海水先退后进,巨浪高达18米,海岸附近的大量建筑物被怒涛摧毁,许多船只沉没。里斯本全城的建筑,在6分钟内几乎倾毁殆尽,10万人死于巨浪之中,一座繁华的城市顷刻间变成了废墟。

历史上最有名的地震海啸有两次。一次发生在地中海。约在公元前1450年,希腊东南有一西雷岛,由于火山爆发,整个岛屿被抛向空中,随后坠入海底。巨大的海啸使西雷岛上的米若阿文化毁于一旦。有的学者认为,《圣经》上说的摩西分红海的故事就与这次海啸有关,柏拉日曾提到过的“大西洲”也是以此为基础的。另一次巨大的地震海啸就是上面提到的葡萄牙首都里斯本发生的地震海啸,这次地震引起的海啸波高近30米。那天正是“万圣节”,许多信徒正在教堂内做祷告,也未能逃过此劫。这场悲剧引起了许多人对宗教信仰的怀疑。法国启蒙思想家卢梭曾举此例,劝导人们不要进入教堂。

1883年8月27日在印度尼西亚苏门答腊附近的喀拉喀托火山爆发,导致了近代史上的最大一次地震海啸,随之而来的巨浪高达30多米,把整个村庄从地图上抹掉,死亡人数达36万。其后的1890年,日本秋田地区的地震海啸也使27万人丧生,2万多所房屋被毁,海水还淹没了大片土地。