海底山脈

海底山脈

海底山脈(Oceanic range)綿延于海底的大洋中脊和海嶺。大洋中脊是縱貫世界大洋的洋底山系,全長約8萬多公里,在構造上為板塊的生長擴張邊界。山頂的平均海深2000~3000米,高出大洋盆地2000~3000米,寬1000~1500公里,橫剖面具有雙峰,雙峰間為中央裂谷,谷寬幾十公里,相對深約1000~2000米,裂谷中不斷有玄武岩岩漿溢出,並使中省兩側板塊相背分離擴張。洋脊的上面很少有沉積物覆蓋。洋脊山脈及其頂部的裂谷,常被橫向運動的平移斷層剪下錯開,使其延伸中斷或出現不自然的轉折。頂部裂谷不明顯的洋脊,稱為洋隆,主要分布在太平洋東部海底。

簡介

(圖)海底山脈海底山脈

海底山脈除大洋中脊之外,還有火山海嶺和斷裂海嶺。火山海嶺是由海底排列成行的火山鏈構成的山嶺。火山噴發物長期堆疊,可出露海面成為突出立於海面之上的火山錐體。火山海嶺上有些死火山,表現為海底的平頂海山,亦稱蓋約特,一般認為它們一度曾高出海面,後經海蝕作用而形成平緩的山頂。斷裂海嶺是由大規模海底斷裂形成的海底山脈,具斷塊山的特點,一般走向挺直,綿延較遠,以東印度洋海嶺最為典型。

海底弧立的山體,稱海山,其中起伏較小的也稱海丘。幾乎所有的海山和海丘都是海底火山,海山如出露海面則成火山島。海底的孤山也常可發育成平頂海山。

發現

(圖)海底山脈海底山脈

1918年,第一次世界大戰剛剛結束,德國作為戰敗國在契約上籤了字。由於連年的戰爭,德國的經濟已經全面衰敗,國家不僅缺糧、缺物、缺勞動力,還特別缺錢,因為戰爭賠款高達1200億馬克,這對當時的德國政府來說,無疑是雪上加霜。誰如果在這個時候能提出弄到錢的辦法,一定能獲得政府的全力支持。

這時,德國著名化學家佛里茨·哈勃通過實驗,發現海水中能提取黃金。儘管提取的辦法十分複雜,但是,海水中能夠獲得黃金是千真萬確的。這位化學家研究發現,在1立方千米的海水裡含有約5噸左右的黃金,只要處理10立方千米的海水,就可以得到50噸黃金。大西洋中的海水有的是,戰爭賠款完全可以通過從海水中提取黃金來實現。化學家把自己的新發現報告給了政府。政府官員看到這位有名氣大化學家獻的計策,除了樂得合不上嘴,絕不會提出任何的懷疑。很快,德國政府專門為這位化學家配備了一艘當時最先進的海洋調查船——“流星”號。

大洋淘金

哈勃按照計畫,先將這艘海洋調查船改裝成處理海水的“流動工廠”,然後進入大西洋,一邊調查,企圖找到含黃金高的海水,一邊做從海水中提取黃金的試驗。然而,這位聰明的化學家由於求財心切,忽視了一個十分簡單的事實,50噸黃金,從絕對值來看,的確不少,然而包含這些黃金的10立方千米的海水卻要達到10億噸之多。這就是說,黃金在海水中的含量太低,要想從中提取有價值的黃金,不要說在當時,就是在今天,科學技術比那時高了許多,要實現從海水中提取黃金也是十分困難的。哈勃指揮著“流星”號從大西洋的這一頭,航行到另外一頭,希望能發現含黃金量高的海水;結果是大西洋中各處海水的含金量都差不多,不僅含金相差無幾,所含的化學元素量也差不多。他們只好在大西洋上不間斷的淘呀,淘呀。通過改善工藝流程,希望獲得較多的黃金。然而一年過去了,不僅所獲無幾,而且耗費了他們幾乎是所有的財力,最後連船員的生活費也都搭了進去,仍然看不到成噸的黃金。

就在化學家幾乎陷入困境之際,德國科學家的另一項發明問世了。這項新發明叫“回聲探測儀”,也就是今天已經廣為使用的聲納。1925年,哈勃在“流星”號上安裝了一台“回聲探測儀”,希望通過這台新設備獲得更多更詳盡的海洋資料。在使用回聲探測儀後,人們驚奇地發現,在大西洋中部的某些海域,不是人們想像的變深了,而是非常之淺。也就是說,在大西洋的中部,有一段洋底是一塊規模不小的凸起的高地,這個新發現令哈勃博士感到意外和吃驚,因為,過去人們一直認為,大西洋中部肯定是又深又平坦的,怎么會有凸出洋底的高地呢?

種瓜得豆

因為有了新的發現,佛里茨·哈勃便改變了自己的研究方向,把從海洋中淘金的事放置一邊,集中全力收集大西洋洋底的深度資料。在這之後的3年時間裡,“流星”號測量了數萬個點的深度。隨著深度資料不斷積累、整理和分析,一條像巨龍一樣的海底山脈逐漸顯現出來了。後來,佛里茨·哈勃這位歐洲最著名的大化學家向世人宣布他在大西洋上的發現:在大西洋的中部,從南到北,有一條上萬千米長的“巨龍”似的山脈。這條巨型海底山脈被後人稱之為“洋中脊”的海底構造。從此,佛里茨·哈勃——“流星”號調查船與大西洋中脊之間結下不解之緣。

到了1956年,美國學者尤因和希曾首先提出,全球大洋洋底縱貫著一條連續不斷的全長達6.4萬公里的中央山系,又叫做大洋中脊。中央山系比大洋盆地高約1到2千米。中央山系的寬度約為1000到2000千米,最寬處可達5000公里。大洋山系的總面積約占海洋總面積的30%。其中,大西洋山系北起北冰洋,向南呈S形延伸,在南面繞過非洲南端的好望角與印度洋山系的西南支相連。印度洋山系的東南支向東延伸與東太平洋山系相連。東太平洋山系北端進入加利福尼亞灣。印度洋山系北支伸入亞丁灣、紅海與東非內陸裂谷相連。大西洋山系向北延伸到北冰洋,最後潛入西伯利亞。洋底山系全長可以繞地球一圈半。

經過細緻測量,人們發現大洋中脊上有一條1到2千米寬的裂谷。為了揭開海底的地質演變奧秘,人們曾經多次下潛到大洋中脊的裂谷中進行實地勘測。在1972年到1974年期間,法國美國的科學家在地質學家勒皮雄的領導下,使用深潛器觀測到了大洋中脊的裂谷。

科學發現

(圖)海底山脈海底山脈

這條大西洋中的巨脊,從大西洋靠近北極圈的冰島出發,向南延伸經大西洋的中部,彎曲延伸到南極附近的布維島,差不多從地球的最北端,一直延伸到地球的最南端,呈“S”型,長度達到1.5萬多千米,平均寬度達到1000米。這條高山巨大的規模,遠遠超過世界陸地上的任何山脈。今天,人們已經通過更為先進的技術手段查明,大西洋洋中脊從洋底測量起,其高度平均為2000多米,如果與相鄰的海盆相比,它的相對高度達2000~3000米,極為巍峨壯觀。在一些地方,這些洋脊的峰頂甚至鑽出海面,形成了大西洋上串珠般的群島,像有名的冰島、亞速爾群島、聖赫倫那島、阿松森島和特里斯-達摩尼亞群島。

大西洋洋中脊的發現,引起人們巨大的興趣。於是,人們有理由提出這樣的疑問:大西洋洋底有巨大的海底山系,那么,太平洋、印度洋等其他大洋的洋底是否也存在這樣的山系?誰也沒有料到,佛里茨·哈勃和他的同伴的意外發現,竟然把現代海洋地質研究引向了新的領域。

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