流入大海泥沙凭空消失了原来地球已被一条
2022/12/25 来源:不详导语
“百川东到海,何时复西归?”因为河流搬运作用的存在,泥沙入海这一过程在地球上已经持续了上亿年。
以中国为例,在年5月由自然资源部海洋研究团队发布的入海泥沙变化公告中,在近十年来,中国河流年均输沙总量已经下降了85%,但是仍然保持着3亿吨的总量。
60年前我国九大河对中国各海域的输沙量达到19.5亿吨,占世界河流入海泥沙总量的11%。在这60多年的时间里,中国九大河流共将亿吨的泥沙输送到河口和海域。
数据显示,全球每年流入海洋的泥沙总量为亿吨,而泥沙跟随河水汇入大海这一过程已经持续了数亿年。科学家们通过数据建模推算来看,海洋45亿年的历史里,汇入海里的泥沙总量形成的淤泥层足以铺满全世界的海洋,如果加入沉积作用对泥沙的影响,会形成厚达约米的沉积层。
海底大陆的泥沙
如今对于海底地形的科考是根据精密的探测仪展开的,随着回声探测仪和潜水载具的更新换代,人类已经对海底地形有了更深的了解。
海底大陆的地形和陆地的地形其实相差无几,只是二者分布在不同的台阶面,陆地上大部分地形分布在海平面以上0-2公里,而海底大陆的地形分布在海平面以下4-6公里。
河流不停的搬运泥沙,在海底也会塑造山脉海丘等地形,根据科学家的探测,海底可以分为三个基本单元,大陆边缘、大洋盆地以及大洋中脊。
大陆边缘存在着大部分被搬运的泥沙。这一基本单元位于海洋和大陆之间的地带,常见于太平洋西部和印度洋东北部地区。
在大陆架以外,有呈斜长状的大陆坡。这里的平均水深为-米,存在着入海泥沙沉积后进入深海的主要通道海底峡谷。
大陆坡是世界上最长的斜坡地形,在这里,泥沙沉积对地形的塑造起到了重要的作用,我们可以直观地感受到流入大海的泥沙的存在。大陆边缘占到了全球海洋总面积的23%左右,是坡度变化大、总体呈下斜状的过渡地形。
大洋盆地又称海盆,这一海底地形占到了全球海洋总面积的45%以上,是位于大陆边缘和大洋中脊之间的大型地形单元。
这些平均水深在-米的海底洼地的地步还分布着深海平原和深海丘陵。深海平原的形成和入海泥沙也分不开关系,它起伏不断的底部由玄武岩组成。
在前面盖满了厚厚的一层沉积物,这些泥沙在经过大陆架后形成浊流沉积物,再通过海沟输送到大洋盆地中,因此大洋边缘海沟越多,深海平原和丘陵越多。
海底高地虽然也属于海底盆地的范畴,但是主要成因却和深海平原不同,多为火山喷发岩浆冷却后的岩石堆砌而成,此外也有厚沉积物的分布。
大洋中脊,简称洋中脊,是地球上最大的洋中山脉,占到了世界海洋总面积的33%,在各大洋里都有分布。
大洋中脊可分为脊顶部和脊翼部两部分,脊顶的沉积物极少,因此在两侧造就了平均深度为1—3公里的大裂谷,这些海底峡谷就是我们常说的地球裂缝,正是它们吞噬和重塑了入海泥沙,而这条长度和高度都超乎我们想象的山脊,正在将地球隔开。
泥沙消失之谜
泥沙在河流中不会沉降,不仅是因为河流的搬运作用使得泥沙在河水中始终保持着运动状态,也是因为自身悬浊液的特性。
河流携带泥沙来到海洋后,在泥沙与海水相接触时,因为海水中电解质的存在,泥沙悬浊液的性质因为受电解质的影响被破坏掉,也就不再能继续在海水中悬浮,加上海水与淡水密度不同的因素,泥沙沉积,并在引力影响下逐渐“消失”在了大海深处。在海底,大洋中脊和地幔就是泥沙消失的两大原因。
大洋中脊
对于大洋中脊的测绘工作从20世纪中叶开始持续了近20年。地理学家们通过声波定位和声呐测绘等先进技术获取了海洋山脊的详细数据。
这条横贯大洋的海底山脉长约.6公里,因为它的存在,在海洋底部出现了许多断裂的山谷,正是这些巨大的峡谷接纳了大部分的入海泥沙。
流入海洋的泥沙在形成沉积物后不断沉降到大洋中脊两侧的海底裂缝中,最终也成为了海底大陆的一部分。
入海泥沙沉积在大陆架后,受到地球引力的影响,会持续向这条海底裂缝流动。这些裂缝收到板块运动的影响会持续扩大,能吸入的泥沙总量也在不断上升,裂缝底部的沉积物就是入海泥沙存在的证明。
地幔
如果说洋中脊形成的峡谷装填了泥沙,那么地幔则在扩大海底裂缝这个“口袋”的面积。按照地质结构来区分,可以将地球区分为三层,分别是地壳、地幔和地核。
在洋中脊的最底部,已经非常接近地幔层。
地幔是地壳地球的中间层,这是一层包裹着岩浆的固体岩层,开始于地表以下30公里,厚度为公里,占到了地球质量的65%左右。
根据科学家对于地幔的研究,世界上引发火山、地震等地质活动的热点区域,就存在于地幔的最底部。这是地幔深处的高温物质和地表物质交换所产生的特殊通道。
入海泥沙在引力作用下在海底形成厚沉积层,并持续下降,在接触到地幔时受高温影响化作岩浆,这样被带到了地幔层2深处,自然也就消失了。
地球裂缝——海底超级山脉
我们一般说的海底裂缝,正是太平洋、印度洋、大西洋三大洋的洋中脊南端在南半球相连接后形成的超大海底峡谷。
其中在印度洋和大西洋中的洋中脊两侧存在着平均深度为1—3公里的大裂谷,太平洋内洋中脊起伏较小但高度最大,被称作“东太平洋海隆”。
这个埋藏在海底深处的巨型山脉造就了长约00公里、宽度达到20公里的大峡谷。巨型山脉从大西洋北部一直绵延到太平洋东部,通过科学技术勘测科学家推测它蜿蜒的总长度超过了7公里,从地球地形图上看,将地球分成了两半。
年12月,从英吉利海峡出发的英国挑战者号踏上了勘测世界各大海洋的道路。大西洋中长度超出记录的巨型山脉成为这次科考之旅的重要成果之一,一直吸引着地理学家的目光。
在大陆漂移学说被提出近35年后,由美国科学家组成的科考队再次证实了大西洋海底巨型山脉的存在。
在这次探测中,他们通过各种勘测手段预测在整个地球范围内由类似山脉组成的地质区域总长度在公里以上。
此后的数十年时间里,在各大洋底部洋中脊探测到的岩土样本中,科学家发现了奇怪的现象。
丰富的海底岩土样本显示,巨型山脉中间地带的峡谷中存在着更年轻的岩层,在山脉脊翼两侧的岩层年代更为久远。沿着这条裂缝向两侧看,离裂缝中心越远,岩石越古老。
河流带来的泥沙最终成为海底沉积物需要上亿年,在太平洋和大西洋底部的海底沉积物平均年龄为1.8亿年。
而根据引力和海洋地质运动推算出的海底沉积物移动速度来看,沉积物在洋中脊中部向两侧移动的速度约为每年5厘米,刚好符合沉积物从中部运动到山脉两侧的时间,海底沉积物在这条大裂缝中每1.8亿年更新一次。
这样大面积的海底裂缝每年吸纳的物质总量是非常大的,它不仅吸入了大量的泥沙,还有海水。
年11月4日,《Nature》杂志来自美国华盛顿大学的论文揭露了海底大裂缝的奇怪行为。
位于地球海洋最深处的马里亚纳海沟正在以极快的速度吞入海水,这一惊人的速度超出科学家预计的5倍。板块运动形成的海底俯冲带居然能吸入这么多的海水,实在超出了科学家的预料。此外,关于板块运动下海底大裂缝中沉积物的加速下沉也引起了科学家的注意。
泥沙从未消失
同样发布在《Nature》杂志上的一篇由英国科学家撰写的报告显示,海底泥沙在近10年来正在加速回到地球内部。
对于泥沙的消失这一现象,绝不是被海底大峡谷吸收这么简单,板块运动的存在使得泥沙以新的形式再次在地球上出现。
科学研究表面,这条将地球一分为二的大裂缝还在持续扩张。地幔中的高温物质如岩浆等在板块运动时从海底裂缝中出现,并在接触到海水后成为熔岩,这些岩石扩大了裂缝的面积,将大峡谷两侧的陆地向外推动,最终使得地球大陆靠近,大洋面积增加。
但与此同时,这些泥沙会通过其他形式回到陆地或者重新返回地球内部。在地球内部运动这样一个不断运动以保持平衡的过程中,部分泥沙通过火山喷发以灰尘形式回到海洋和陆地,其他则通过板块运动造成的“造山运动”或“造陆运动”重回大陆。
泥沙在海底形成的沉积物质沉入地幔后会转化为特定地带的地壳物质,在板块运动时,海洋板块因为低于大陆板块,在水平方向的挤压作用下会形成大规模的山脉,泥沙正是通过这样的方式跟随地质运动再次出现在陆地上。
结语
泥沙作为陆地的一部分,在流入大海以后依然是海底大陆的重要组成部分。在海底形成沉积物后潜入地幔深处,又会通过其他方式慢慢出现在地表,这样跨度长达上亿年的变迁使得陆地面积在几十亿年的时间里保持稳定。
正是因为泥沙入海再重返陆地这样的运动的存在,使得地球保持了动态平衡,从被海里裂缝吞没开始,泥沙在地质运动的影响下形成新的地壳,并最后重塑地表,因此它并没有消失。
板块运动的存在使得这道主体部分位于大西洋中部的巨型海底山脉一直在扩张,海底裂缝跟随板块运动一起扩大,吞没更多的泥沙和海水。
科学家预测,在2.5亿年后,大西洋将成为陆地,两侧的大陆将连在一起,各大板块将不再是独立的单元,形成统一的大陆。在下一个地质运动周期过后又会分离开,形成新大陆,海洋面积再次扩张,如此周而复始。
虽然被河流带往海洋的泥沙会以其他形式回到陆地,但这是一个漫长缓慢的过程。对于现在的人类而言,如何治理水土流失,保护土地资源和海洋生态是当务之急。我们在认识到海底板块运动带来深刻影响的同时,也要注重当下,保护环境。