二、地球运行的方式-2(海底扩张) - 海洋地质热流测量

2.海底扩张的发现

从1930年Wegener去世一直到年20世纪60年代，研究人员开发了探索地球系统的新工具，地质学进入了一个发现的时代。

/ O& _5 M5 C. m2 q4 x& Z' ~

2.1海底水深特征

20世纪之前，对海底深度变化的研究是极其乏味的，测量深度的唯一方法是将一个系在缆索上的重物下放到海底进行探测，一次测量可能需要数小时。声纳的发明大大加快了深度测量的过程。当船上的发射器向海底发射声波脉冲时，当回声从海底反弹回船上的接收器时，这段时间就代表了海底的深度。当船只航行时，用声纳可以获得海底深度的连续记录，并从记录中得出水深剖面图。通过获得许多深海剖面，地质学家绘制出一幅深海地图，显示出海底的整体形状。现代技术允许卫星从空间绘制水深图。

; w/ q% N7 B/ h1 V

海底水深图

2.1.1大洋盆地

3 ^4 c9 @& | m& A, s* w0 ^% E2 I

海洋盆地低于海平面，由广阔的深海平原。大洋盆地和大陆之间的边界称为大陆边缘。

2.1.2洋中脊

洋中脊是海底的山脉，其峰顶位于水下2.0至2.5公里。洋中脊趋向于对称，脊轴一侧的水深是另一侧的。洋中脊往往是分节的，以陡峭的悬崖为界的垂直裂缝。

- u+ n& { B1 n6 q% }/ |. O! W" d

2.1.3深海海沟

0 |6 W6 ]( p- _ x' I5 X4 X7 J

大洋中狭长的槽，被称为深海海沟，其深度达到7到11公里，位于海洋盆地的边缘。有些海沟与大陆接壤，并不是所有的大陆边缘都有海沟。

4 v* \- [1 p9 _ ~+ ~7 L F# O

2.1.4海岛和海山

' D2 H& Y: [/ E& R

海洋中火山爆发产生了火成岩的山峰，如果一个山峰的顶部高于海平面，它就形成了一个海洋岛屿，而如果它的顶部低于海平面，它就是一个海底山。海洋岛屿和海山通常呈链状分布。

2.2大洋地壳的特征

I4 f! i4 \ @# o" f0 s# d3 J

地质学家使用各种仪器来探测海洋地壳特征的工作使人们认识到，海洋地壳上层，是由上覆海水沉淀下来的相对较薄的沉积物组成的。脊轴上几乎没有沉积物。沉积岩层从远离洋中脊方向逐渐变厚。在沉积层之下，海洋地壳由玄武岩，一种浓密的灰色火成岩组成。研究人员还测量了在海底钻孔的温度。通过这些测量，他们计算出了热流，热量从地球内部上升的速率。通过比较许多地方的结果，研究人员了解到大洋中部山脊下面的热流比深海平原下面的热流要大。

( \2 X+ [$ u, u7 j6 z; Q

2.2.1地震的分布

断层是地壳上发生滑动的裂缝。大多数地震是由于断层滑动，因为突然的运动产生了振动，这些振动以波的形式在地球上传播，当这些波到达地面时，就会引起我们所感觉到的震动，这就是地震。

! C* w }/ \2 S- F! E- o. M

+ f: C7 I0 U0 @9 Z A- L1 }7 I; {

当地球内部的岩石突然断裂和滑动，形成断层，它会产生穿过地球并震动地表的冲击波

当研究人员学会了如何找到地震的位置，就有可能绘制出显示全球地震分布的地图。地震不是随机发生的，而是聚集在不同的带中，称为“地震带”。地震带沿海沟、洋中脊轴、部分断裂带和其他断层分布。

: V9 o) g, Z4 ~+ G

1953年海洋盆地地震分布的地图

0 t: }; S4 T1 Q) f" x+ s# [

1 _% c4 R5 G4 k# e& D! u

2.3Harry Hess和他的‘地理诗文’

Hess意识到以上观测结果可能有助于回答大陆如何运动的问题。Hess开始思考海底沉积物厚度的含义。在海底发现的沉积物的厚度表明，海底不可能和地球一样古老。洋中脊以外沉积物厚度的逐渐增加表明，洋中脊比深海平原更年轻。因此，Hess得出结论新的海底一定是在山脊上形成的，随着时间的推移，海洋盆地会变得更宽。地震与洋中脊的联系提供了一个答案——海底一定是在脊处开裂。沿洋中脊轴的高热流进一步表明，熔岩在发生分裂的区域下上升。

1 |# s. q% c, I* d3 G- d

Hess把这些线索放在一起，提出大洋盆地是由一个被称为海底扩展的过程形成的。根据Hess的观点，新的海洋地壳由上升岩浆形成并远离海脊。随着时间的推移，海洋盆地可能会变得更宽，旧的海底在深海海沟处沉入地幔，这种运动产生了沿海沟观察到的地震带。这个假设看起来是如此优雅，赫斯把它称为“地理勘测学的一篇文章”。

Hess的海底扩展的基本概念(1962年)，第一次引入了海洋盆地生长，但错误的认为只有地壳在运动

* Y" }$ V$ i; w) d- I ( j& @. T) W- s- H9 p U/ M! a! O+ q3 g+ C E , ~" n) h) d% U$ W5 \