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第3章

据科学家考证,这次火山爆发放出的幅射能量相当于500~1000枚原子弹同时爆炸,堪称世界上有史以来最猛烈的一次。耸立在桑托林岛中部高达1500多米的火山堆,喷出了千百万吨岩浆,炽热的浮石像雨点船撒下来,火山灰随着地中海东部的夏风吹向东南方,散落范围广及25万平方千米,最远点离火山700千米,最厚处达百米以上,在今天东地中海海底还可以找到几米厚的火山炭层。极大的内部压力,迫使火山发生惊天动地的大爆炸,火山自行崩塌陷落,造成一个圆周足有60千米的火山口。整个桑托林岛也已成灰烬。

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大陆隆

大陆隆也称大陆裙,位于大陆坡与深海平原之间的巨大沉积体。大陆隆靠近大陆坡的地方较陡,接近深海平原的部分较缓,平均坡度为0.5~1米,水深在1500~5000米之间。大陆隆主要分布在大西洋、印度洋、北冰洋边缘和南极洲周围。在太平洋西部边缘海的向陆一侧也有大陆隆,但在太平洋周围的海沟附近缺失大陆隆。大陆隆的沉积物主要来自大陆的黏土及砂砾,厚度约在2千米以上。

大陆架

大陆架是地壳运动或海浪冲刷的结果。地壳的升降运动使陆地下沉,淹没在水下,形成大陆架;海水冲击海岸,产生海蚀平台,淹没在水下,也能形成大陆架。它大多分布在太平洋西岸、大西洋北部两岸、北冰洋边缘等。如果把大陆架海域的水全部抽光,使大陆架完全成为陆地,那么大陆架的面貌与大陆基本上是一样的。在大陆架上有流入大海的江河冲积形成的三角洲。在大陆架海域中,到处都能发现陆地的痕迹。泥炭层是大陆架上曾经有茂盛植物的一个印证。泥炭层中含有泥沙,含有尚未完全腐烂的植物枝叶,有机物质含量极高。黑色或灰黑色泥炭可以作为燃料而熊熊燃烧。在大陆架上还能经常发现贝壳层,许多贝壳被压碎后堆积在一起,形成厚度不均的沉积层。大陆架上的沉积物几乎都是由陆地上的江河带来的泥沙,而海洋的成分很少。除了泥沙外,永不停息的江河就像传送带,把陆地上的有机物质源源不断地带到大陆架上。大陆架由于得到陆地上丰富的营养物质的供应,已经成为最富饶的海域,这里盛产鱼虾,还有丰富的石油天然气储备。大陆架并不是永远不变的,它随着地球地质演变,不断产生缓慢而永不停息的变化。

大陆架的资源

大陆架有丰富的矿藏和海洋资源,已发现的有石油、煤、天然气、铜、铁等20多种矿产;其中已探明的石油储量是整个地球石油储量的1/3。大陆架的浅海区是海洋植物和海洋动物生长发育的良好场所,全世界的海洋渔场大部分分布在大陆架海区。还有海底森林和多种藻类植物,有的可以加工成多种食品,有的是良好的医药和工业原料,这些资源属于沿海国家所有。

大陆坡

大陆架向海一侧,从陆架外缘较陡地下降到深海底的斜坡。它展布于所有大陆周缘,为全球性地形单元。大陆坡上界水深多在100~200米之间;下界往往是渐变1500~3500米水深,但在邻近海沟地带,陆坡下延至更深处。大陆坡宽度约为20~100千米以上,总面积计2870万平方千米,占全球面积5.6%。大陆坡坡度多为3°~6°,1800米深度以上的平均坡度为4°17′。大陆坡底质以泥为主,还有少量砂砾和生物碎屑。大陆坡基底为变薄的大陆型地壳。陆坡上还有褶皱、断裂构造,一些陆上构造线可延伸至陆坡。由于河流径流和海洋上升流作用,陆坡沉积物中含有丰富的有机质,陆坡上有巨厚沉积层的地方具有良好的油气远景。还有锰结核、磷灰石、海绿石等矿产,在陆坡一些上升流区还可形成渔场。

大洋盆地

大洋盆地简称“洋盆”,面积辽阔,四周较浅而中部较深的大洋底。深度2500~6000米。为大洋的主体。其面积占海洋总面积的78%。深海底部坡度小于1:1000的平坦区域,为大洋盆地的重要组成单元,地球表面的最平坦部分。最早(1947年)在北大西洋深海底发现了这种地形。

大洋化假说

大洋化假说将地壳的形成与演变归因于地球物质的多层性垂直分异作用,提出地壳的发展有着两种不同的方向。一是原始地球通过泛地槽作用生成硅铝质的花岗岩层即大陆地壳,称为花岗岩化作用,它持续到古生代末中生代初,当时花岗岩层覆盖整个地球;另一是陆壳崩解,生成玄武质大洋地壳,称基性岩化作用,它始于古生代末或中生代初。

假说认为,大洋化作用过程是:在花岗岩地壳(即陆壳)形成的过程中,释放热量的放射性元素向上迁移,壳下物质出现普遍的相对冷却,由于冷却的不均匀导致壳下物质的不均匀沉陷和强烈的破裂,地幔的基性、超基性岩浆沿断裂大规模上涌,渗透到地壳中。大陆地壳被基性和超基性岩浆包围,遭到崩解和熔蚀,被分割成岩块。岩块受热,发生强烈变质,排出水分,导致密度增大。变重的岩块逐步脱离地壳并沉入地幔中,其位置被升上来的地幔物质所占据,大洋地壳便随之形成,原先的陆地遂转化成洋盆。现代大陆不过是原始大陆遭到大洋化作用破坏后残留下来的较大碎块。

大洋化假说强调大洋的形成与陆壳垂直沉陷有关,这与主张陆壳张裂、扩张生成大洋的板块构造观点恰好对立。不少学者认为大洋化作用证据不足,甚至认为陆壳不可能转化为洋壳。

大洋地层学

大洋地层学是研究洋底地层的形成顺序和相互关系,对它进行划分、对比和年代测定的学科。它属于地层学的一部分,也是海洋地质学的基础之一。

目前,在洋底发现的地层最老不过侏罗纪,因此大洋地层在时代上只限于中生代晚期和新生代。由于大洋沉积的侧向相变远不及陆地上那样频繁,所以相对陆地或浅海来说,洋底的沉积比较连续,保存条件也比较优越,大洋地层学可以采用更多的研究方法,达到更高的分辨率和连续性。它是当前地层学研究中最活跃、最富有前景的方面。

大洋地壳

大洋地壳较薄,厚度只有10千米左右,多数不足10千米。大陆地壳较厚,一般有40千米左右,有的地方厚达70千米,如青藏高原。地壳主要由以下元素组成:氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢、钛,这10个元素占了地壳重量的99.96%。大洋地壳所含铝、钾和钠元素比大陆地壳略少,而镁、钙、铁元素较多。大陆地壳上层以花岗岩等硅、铝为主的岩石组成,下层以玄武岩等硅、铁、镁为主的岩石组成。大洋地壳除表层为薄层深海沉积物外,就只有以玄武岩等硅、铁、镁为主的岩石组成。

大陆漂移说

大陆漂移说是解释地壳运动和海陆分布﹑演变的学说。大陆彼此之间以及大陆相对于大洋盆地间的大规模水平运动,称为大陆漂移。大陆漂移说认为,地球上所有大陆在中生代以前曾经是统一的巨大陆块,称之为泛大陆或联合古陆,中生代开始,泛大陆分裂并漂移,逐渐达到现在的位置。大陆漂移的动力机制与地球自转的两种分力有关:向西漂移的潮汐力和指向赤道的离极力。较轻硅铝质的大陆块漂浮在较重的黏性的硅镁层之上,由于潮汐力和离极力的作用使泛大陆破裂并与硅镁层分离,而向西﹑向赤道作大规模水平漂移。

大陆边缘

大陆边缘是大陆和大洋底之间的过渡地带,约占海洋总面积的22%,一般由大陆架、大陆坡、大陆隆三部分组成。但各海域情况不同,如太平洋区域大陆隆不发育,被海沟取代,大陆边缘的海底地形复杂,大陆架区域一般深一二百米,总的地形趋势较平缓,但很多区域分布有群岛、礁石、浅滩;大陆坡区域坡底较陡,常分布有许多海底峡谷,深的可达三四千米。

大洋中脊

大洋中脊是全球规模构造,纵贯太平洋、印度洋、大西洋和北冰洋,总长约8万多千米,面积约占海洋总面积的33%,是地球上最长、最大的山系,雄伟壮观,是地球板块间的边缘,其上伴有地震和火山。

大洋生物地层学

大洋生物地层学,特别是微古生物及超微化石的研究进展迅速,它与磁性地层学、同位素年代学、岩性地层学,以及火山灰年代学等技术结合起来,使得全球性地层时代对比和环境分析成为可能。板块构造说为古海洋环境的再造提供了理论基础。古生物学、地球化学及矿物学的现代科学技术广泛应用于古海洋环境的研究,大大推进了古海洋学的发展。现在,利用古海洋学理论和方法,初步建立了中生代以来各时期的海洋古环流、海洋古地理和古气候演变的模式。古海洋学与现代海洋学不同,它只能利用古生物学、地球化学和沉积学等方法,通过海洋沉积物的分析和研究,间接地确定古海洋各环境要素。

大洋岛

大洋岛现称“班纳巴岛”。太平洋中西部赤道附近岛屿。位于南纬0°52′、东经169°32′。面积6.5平方千米。人口2000人,主要为吉尔伯特人。1900年发现磷灰石,成为大洋洲三大磷矿岛之一。矿工主要是吉尔伯特人和华人。珊瑚礁环绕,船只无法靠岸,由悬臂输送机把矿石送到礁外船上。1892年被英国占领,1942年被日本占领。第二次世界大战后仍由英国管辖,现为基里巴斯一个区。主要城镇有南岸的奥马、西岸的塔皮瓦和北岸布金泰里凯。行政中心设在塔皮瓦附近。原以生产和出口磷灰石为主,由于资源枯竭,1979年末生产几近停止。

大洋热液循环

20世纪70年代后,通过载人深潜器等,人们对太平洋和大西洋的若干洋底进行调查。人们陆续发现几个大的洋底热泉区。热泉区的发现,表明洋底热液活动对大洋地壳、沉积物和海水的地球化学研究起着十分重要的作用。同时,也为海底扩张理论提供了重要科学依据。洋底热液是含量极高的热液矿床。这一发现,立即引起学术界和工业界的极大兴趣。毫无疑问,洋底热泉将有可能成为未来的矿藏,为现代开采矿藏提供了新的可能。

大西洋

大西洋是世界第二大洋,总面积9165.5万平方千米,约为太平洋的一半。平均深度3600米。

大西洋的大洋中脊呈“S”型横贯中部,北起冰岛,南至布韦岛,依着两侧海岸的形态婉蜒南下至南纬40°,然后折向东南,与印度洋的西南支大洋中脊衔接。

大西洋北部有冰岛海底高原,平均水深600米,四周陡坎直下,落到深三四千米的海盆上。

大洋中脊和海底高地分割了海底,形成了一些不连续的海盆,计有北美海盆、北非海盆、巴西海盆、阿根廷海盆、安哥拉海盆和开普海盆等。这些海盆水深5000多米,中央宽广平坦,堆积着深海软泥。

大西洋中岛屿很少,但沿岸暗礁与浅滩很多,特别是在东部,更是星罗棋布。

大西洋也有少量海沟和岛弧,如波多黎各海沟,长1550千米,最大深度8385米;南桑威奇海沟深8428米,是大西洋中最深的海沟。

大西洋环流

与太平洋环流形式基本相似,其表层环流与大西洋海面风场相对应。主要有南、北大西洋副热带环流;大西洋赤道流系;北大西洋亚北极环流;南极绕极流和极地东风漂流等。总的趋势同太平洋,西部边界流强,东部边界流弱;北大西洋西边界流比南大西洋流强。湾流既是大西洋上也是世界上最强大的暖流。北大西洋环流也是顺时针方向的副热带海流环流系流。它的闭合路线类似于太平洋环流。它由北赤道海流、安的列斯暖流、圭亚那暖流、加勒比暖流、湾流、北大西洋流(西风漂流)以及加那利寒流组成。南大西洋环流为逆时针方向的副热带海流环流系统。它由南赤道海流、巴西暖流、福克兰寒流、西风飘流及本格拉海流组成。南、北大西洋高纬度地区同时具有深层水和底层水的源地,深层环流较其他的大洋更为发达,底层海水更新快。高纬海区的环流特征,使海冰的范围和冰山数量比太平洋、印度洋大得多。

大洋深处的奥秘

海沟作为一种地质形态构造,是洋底最深的地方,可以把它们比拟为“倒过来的山脉”。有意思的是,深海沟大多不在大洋的中部,而是位于大洋的边缘。太平洋西部边缘的岛屿外侧就是世界最着名的海沟分布带。从北到南依次有阿留申海沟、千岛海沟、日本海沟、马里亚纳海沟、菲律宾海沟和汤加海沟等。

海沟大都紧靠着呈弧形分布的岛群或大陆边缘山脉,而这里正是大陆与海洋的交界地带。海沟的深度通常6000~10000米,比一般洋底要深3000~5000米之多。也就是说,海沟是大陆与大洋两类不同板块之间的接缝处。长期以来,它具有的特殊形状和极大的深度引起科学家的广泛关注。近年来,对海沟地形的大量勘测表明,世界大洋中深度超过7000米的海沟共有23条,其中有19条分布在太平洋。这些海沟的横截面均呈“V”形,但海沟最深处或海沟底部总有一段平坦的地形,这显然是松散物堆积在沟内造成的。

大西洋中脊

大洋中脊就是大洋中间的巨大脊梁,它很形象地说明了大洋中脊的外观特征。这条大西洋中的巨脊,从大西洋靠近北极圈的冰岛出发,向南延伸经大西洋的中部,弯曲延伸到南极附近的布维岛,差不多从地球的最北端,一直延伸到地球的最南端,呈“S”型,长度达到1.5万多千米,平均宽度达到1000米。这条高山巨大的规模,远远超过世界陆地上的任何山脉。今天,人们已经通过更为先进的技术手段查明,大西洋中脊从洋底测量起,其高度平均为2000多米,如果与相邻的海盆相比,它的相对高度达2000~3000米,极为巍峨壮观。在一些地方,这些洋脊的峰顶甚至钻出海面,形成了大西洋上串珠般的群岛,像有名的冰岛、亚速尔群岛、圣赫勒拿岛、阿松森岛和特里斯-达摩尼亚群岛。

大西洋底信使

1962年,第一颗通信卫星升入太空,为人类开辟了新的信息通道。和电缆通信相比,卫星通信的优点极为鲜明。电缆只能在两点之间进行点对点通信,而通信卫星却可将地球上大部分地方联系起来。

通信卫星的电话容量远远大于海底电缆。国际通信卫星-V号可允许12000对电话用户同时讲话,还能同时传送两路电视,在这方面,海底电缆望尘莫及。卫星通信又极为廉价,这使海底电缆相形见绌。价格上的差异使人们感到越洋通信将是通信卫星的天下,海底电缆迟早会被废弃。

然而,通信卫星也不是没有缺点。通信卫星处于赤道上方约35860千米处,电话信号从地面到卫星再返回需花1/4秒钟的时间。如果一个电话经由两个卫星传送,延迟时间将大大延长。卫星寿命仅为8年,卫星发射常有失败的情况,卫星和地面站维修也增加了使用费用等。

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