海底地质变迁 -海底地质特征

+ b7 B1 r- h ]# O# g! t

河流承载着人类的文明，河流的泥沙更是人类文明的摇篮，世界四大文明古国皆诞生在河流经过的土地。考古学家们在河流流域发掘了众多的文物，昭示着这些灿烂的文化。

. y; |7 a! j+ t' _5 z* U( E

河流会淹没这些远古文明的土地，但是同时会留下它带来的泥沙，这些泥沙含有丰富的氮磷钾元素，利于庄稼生长，因此洪水过后土壤会更肥沃。

也是这个原因，古人惧怕河水但也敬畏河水，这些河流也成功成为了这些文明的“母亲河”，而大海便是这些母亲河的归宿。

" `. J$ o" u( q/ ^9 j

奔腾不息的河流

, W% c. b1 V1 i' o+ U

然而，随着现代科技的进步，人类的求知欲也开始增长，大家都知道洪水会造成水土流失，肥沃的淤泥来自沿途的山石土地，最终流入大海。

, f: g/ W! h7 s" m# R x

那么地球存在了大约46亿年，海洋与河流也共存了超过40亿年，这么多年的水土流失，为什么陆地上依然有各种地貌，海洋也依旧浩瀚，它为何在这40亿年的时间里没有被填平？

当人类深入探索后才发现，这世界上的一切都是守恒的，一切都是地球的安排。

5 |" `! z) G! }% r- c

地球存在了大约46亿年

1 L- X1 [8 e8 C' b/ |

神奇的大西洋山脉

* G5 [! f& I: R% k' E

地质学家们估计，每年地球上的河流会携带150多亿吨的泥沙入海，如果按照地球海洋的年纪45亿岁算，这些泥沙的累积高度将达到大约2万米的高度。

+ L- M+ }5 p' l6 i! ^9 d3 F

约等于喜马拉雅山山顶与马里亚纳海沟沟底的高度差。所以，“接纳”了这么多泥沙的大海应该被填满了才对，可放眼望去，海洋似乎并没有变小。

就在大家希望哪位知名的地质学家能够提出学说解决这个问题的时候，一位化学家反而找到了解答的方向。

$ o( |) [9 c% a& l# m# W1 H* _

泥沙入海

' {; N9 L) D0 U4 z; l7 j% D/ u

1918年，第一次世界大战结束，德国成为了战败国，面对《凡尔赛合约》上的天价赔款，德国陷入了财政危机，为了拯救国家的经济，德国化学家佛里茨·哈勃提出了用海水冶炼黄金的办法。

当时的科学已经探明海水中含有黄金，每一立方千米中就有约五吨黄金，只是分布非常散乱，佛里茨·哈勃认为这个时候德国可以放手一搏，收集海水中的黄金。

德国面临的赔款是1320亿马克，折合英镑约50亿，按照当时一盎司黄金4.25英镑的价格，德国只需要提炼7000多立方千米的海水就可以。

* M! s- e+ T" Q5 e5 F; o7 d

8 ^/ ?! b% ^0 ^( @. ?( P

德国曾提出过海水炼金设想

. z5 g* C, G( g

于是德国政府拨款拿出当时世界上最先进的声呐探测船，前往大西洋淘金，理想很丰满现实很骨感，德国花了大价钱也没提炼到黄金，还让原本就危机的全国经济雪上加霜。

* G# t% Y* x; \! V5 \* `3 O5 T N

不过这趟淘金之旅也不是完全没有收获，佛里茨·哈勃发现，海洋之下似乎没有人类想象的平静，海底也没有人类想象的平坦，因为声呐探测到大西洋海底有一条山脊。

9 {( }$ r- ]/ ?. U t8 Q

随后化学家佛里茨·哈勃化身地质学家继续探索，最后发现这条山脊绵延了数百公里，宛如一条巨大的裂缝横亘在大西洋海底。

大西洋淘金让佛里茨·哈勃在自己的本职领域折戟，却让他在地质界声名大振，很快地质学家们被这条大西洋海底山脉吸引。

% u: T8 O a4 } i

德国曾提出过海水炼金设想（炼金器具）

3 E, m6 ^/ \- r, s- w; k4 f" O

% l3 k5 z4 a! o1 [1 p

然而受制于那个年代的技术，大家只能寄希望于声呐探测，对于这条山脊的了解一直止步不前，一直到20世纪70年代，人类制造的深海探测器达到大西洋海底，地质学家勒皮雄主持了此次探测工作。

探测发现，这根本就不能称之为山脊，而是一条绵延数万公里的山脉。宏伟程度超越了地球上最长的安第斯山脉。

+ r! q p! n+ |, _# T$ g

山脉从北冰洋的最北端开始一直延伸到了南极洲附近，在大西洋中部的时候山脉拐了个弯，呈现“S”形，总长度约1.5万公里，平均宽度1公里，平均高度2000米，山脉面积占大西洋总面积的30%。

海底山脉颠覆了人们对海洋与陆地的认知，让人们好奇这个山脉是怎么来的？难道海底与我们的陆地一样会出现各种地貌？当时的人们都没有想到，一项新的地质现象将被发现。

4 {+ s' u: Q% S. B z: x2 F! }% I7 L. y

5 ~ n4 H# e) Z: ?% d

海底山脉走势模拟图

大陆漂移学说

大陆漂移学说是著名地理学家魏格纳提出的一种地质变迁。他猜测在中生代的时候，我们熟知的这几大州都是挤在一起的，称之为泛大陆。

后来泛大陆分裂开来形成了劳亚大陆和冈瓦纳大陆，劳亚大陆后续分裂，形成了亚欧大陆与北美大陆，冈瓦纳大陆分裂后形成了非洲大陆、印度次大陆、南美洲大陆、南极洲大陆和澳大利亚大陆。

这也就是为什么地图上的南美洲东岸与非洲的西岸可以拼接在一起。大陆漂移学说将地球七大洲比喻为了一块块漂浮在海洋上的七巧板，它们先是拼接在一起，之后又分开。

# x) [ ^/ l$ h- l

" ^5 T2 I9 F/ T4 j* N: \

大陆漂移模拟图

1 y# \: p+ z( c+ z3 O

而后在非洲、南美洲以及澳大利亚发现的一些生物，它们具有的共同点更是成为了大陆漂移学说的直接证据。然而随着这条大西洋山脉被发现，人们开始思考：

1 w7 T) u+ T& @# g0 U% _

山脉只有地壳运动才会生成，海底出现这样的地貌说明海底也存在地壳，我们的地球板块可能完全不是我们所看见的这几块陆地，也许地壳比我们相信的还要复杂。

海底扩张学说

' _: g5 n4 q2 Z+ z' d

地质学家们用放射性同位素方法监测大西洋海底山脉的年龄，发现山脉中心地带的岩石年龄在2亿年左右，时间正好与魏格纳大陆漂移学说猜测的中生代一致。

2 M2 F0 k" y* z) J* Q) F/ `: g

9 }4 k9 V4 |# C5 O4 I

大陆漂移过程示意图

) l( H4 Z; N7 u" F5 ?: ^

( C D" u6 M3 N( i

可是山脉两边，位置越远岩石年龄就越大。这些山脉中间还隐藏着一条峡谷，峡谷中心岩石的年龄很年轻，并向东西两边递增。

) M( t. ~6 A; T7 B6 X

目前科学家发现地球上最年老的岩石是在加拿大的阿卡斯塔片麻岩，年龄在40亿岁左右，可以推测地球是在大约40亿年前出现的岩层。

9 K* u0 j, Q% D

只不过这些岩石都因为某些未知原因，大部分都消失了，如今地球上岩石的年纪存在于各个年代之间。对此，美国海洋地质学家H.H.赫斯和R·S·迪茨提出了海底扩张学说。

3 X/ |/ D; {# j( w( R6 g

; x' J/ F9 l8 }4 o7 Y5 b

海底扩张示意图

3 H2 o3 S t/ m

他们认为地壳远不止大陆这么简单，海底也是地壳的一部分，它们也存在各种地质活动，除了我们熟悉的海底火山爆发，还有海底扩张。

3 a y. Q' O3 `+ G

这种扩张过程就像是将海底撕裂成两瓣，我们知道地壳之下是地幔，地幔的最上面部分是一圈软流层，温度在700到1300摄氏度，也就是我们常说的火山喷发的岩浆。

6 e2 I b9 j- n1 E9 N# I( q# ~

其含有丰富的碳酸盐、硅酸盐，是构成地壳的主要物质。这些地幔物质从扩张的裂口流出，遇到海水变冷后凝固成海岭，这样每扩张一次海岭就在不停地升高，年龄也在不停地更新。

5 d- s$ M3 @3 m

海底扩张原理图

: y/ W: j* T6 h8 f+ o! k* y

海岭或者海底峡谷就是新生的海底地壳，它们使地壳时刻处于新生状态，可是这些地壳存在于海底，为何陆地上的岩石也会随之更新呢？

原来扩张的海底地壳会遇上大陆地壳，它会冲入大陆地壳之下，融入地幔之中，而这些地幔又会在大陆地壳变迁中成为大陆的岩石，完成了循环。

可是这样又有一个问题，那大陆上的山峰会不停增高才对，但目前地球上最高的珠穆朗玛峰也不过8000多米，按照这个原理，地球上早就出现万米的高峰了。

2 X" `, y7 {1 N

4 g6 S8 Y5 h6 f Y+ a# {5 x+ c

珠峰

; ?5 O( Y$ v, J: ~& T4 g

地幔的软流层质量是固定的，根据质量守恒原理，当它有多少变为了地球上的岩石，就有同等量的岩石变成了地幔，大陆地壳的岩石会被风化和流水侵蚀进入河流，河流将这些岩石微粒带入大海。

% q( ^4 Z$ q9 Q: |

它们沉积在海底，成为海底地壳的一部分，在之后的海底扩张过程中，这些携带岩石颗粒的海底地壳会在地质运动冲到大陆地壳下方，再次成为地幔的一部分。

进而再次成为陆地的岩石，40亿年来皆是如此，只不过有些岩石逃脱了这个轮回命运被一直保留在地壳表面，最终被世人发现。

$ {- R/ y; d: D2 s/ P x- M

海洋中也有地壳

8 p$ v* F' y/ U. m

世界六大板块

主持那次大西洋海底山脉探测的法国地质学家勒皮雄在结合大陆漂移学说和海底扩张学说后提出了一个全新的概念——板块漂移学说。

大西洋海底山脉发现的最新岩石年龄在2亿年左右，与魏格纳的大陆漂移时间吻合，说明在中生代的确发生了漂移，他认为漂移的并不是大陆本身而是板块，大陆不过是因为在板块上容易被发现而已。

! _% A; P! n# k4 j; N" \/ K* b8 J

随着海洋探索深入展开，越来越多的海底山脉被陆续发现，一张全新的地球样貌被勾画出来，我们的地球远远不止这几块大陆那么简单。

5 F7 a% l2 |' ^9 \% s4 n8 E+ @* S2 c

地球上有六大板块，分别是太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块和南极洲板块，并非有陆地的才被称为板块，比如太平洋板块几乎全是海洋。

; E7 ?' `: s4 g- C; b% b4 _

世界六大板块示意图

德国在一战以后发现的那条大西洋海底山脉实际上是美洲板块与亚欧板块和非洲板块的界线，因为美洲板块在往西扩张，而亚欧板块与非洲板块在往东扩张。

如此一来，板块之间就会出现空隙，地幔上层的物质会在这个时候趁虚而入，从而在大西洋海底填补出一条延绵万里的山脉。

有扩张就会有消亡，一些板块之间并非相互远离而是在互相挤压，比如美洲板块和太平洋板块，亿万年间古太平洋缩小至今天的大小。

而这个缩小还在继续，地质学家估计，大西洋或在以后成为地球第一大洋。这六块板块才是真正的七巧板，漂浮在地幔上方，我们看到的大陆漂移只不过是这种板块运动的宏观表现。

; n \/ H, S' T. Z5 P6 u

大西洋

: Q2 x) H4 D2 w+ G

8 M; C4 R4 G- d" n) W7 ]7 }5 {5 Q. P

质量守恒

回到之前的问题，河流的泥沙每年高达150多亿吨，按照海洋与河流的历史，这些泥沙早应该把大海填平，为何没有？

* u* }) _( X# _3 h5 W" ~

原因就在于这些海洋下面的“裂缝”，并不是说泥沙掉进这些“裂缝”里面，而是这些“裂缝”属于地壳，是板块之间的分界线。

在这个过程它们扩张，与大陆地壳相互挤压成为新的地幔，然后又参与陆地的地壳变化，成为陆地新的岩石。也就是说海底是在不停更新的，河流的泥沙沉入海底后会参与这个循环。

( H4 m7 X) Z3 P9 J$ Q" ~$ \

泥沙入海卫星成像

; X) a" j/ w% Z' N, `: O1 g. c% [) q

这样下来就能勾勒出一颗河流泥沙的历程，先是河水腐蚀两岸将岩石颗粒刮下来成为泥沙，这过程中有些会留在河口，有的会进入大海。

+ _. A6 d' w5 ?# i

进入大海后沉积到海底，因为板块之间会有运动，所以海底出现了扩张，新生的海底会将老海底挤到陆地地壳的下方。

5 Z) j/ U) v% g* F

而老海底则会消融在地幔之中，随后又在变迁中成为陆地地壳，又过了几亿年的光景成为了岩石，等待下一趟前往大海的旅程。

1 i0 v" U( W1 |* ^7 {! y4 s

地壳在不断变化

5 L7 ~9 ?; o& K8 e+ @

结语

1 t# z$ r$ f, X( X8 H. d

我们现在的地球格局只不过是亿万年的某一瞬间，地球历史上分久必合合久必分，大陆不是永恒的，海洋也不是永远的，某一天一块新的海洋会诞生，而老海洋会死亡。

' r) o# d* q+ z! d% B

新大陆会产生，旧大陆也会消亡，比如冈瓦纳已经不复存在，更早之前的盘古超大陆也存在不过几亿年。此外还有我们目前仍未搞清楚的几种大陆形态，一切都停留在假说阶段，我们不可能现在穿越回去看一眼。

" b9 d U2 Y7 F. S

但唯一能肯定的是，这些都是地球最好的安排，它用这这种发生更新自己的岩石层，也在让自己的地壳时刻保持年轻，谁能想到46亿岁的地球还能再生出2亿岁的岩石呢？我们的地球是如此的伟大。

4 I7 H; I, a. o3 Z& O# t

大陆和海洋都不是永恒的

- B; ^% V9 x& l' _1 a

' t& h+ l; O" T! M ( P& g7 L: H2 {& i. P" s. y * V; \- v- k! Z( {7 O8 S! Y, J