海沟又称海渊,是位于海洋中两壁较陡、狭长,水深大于5000米的沟槽。它是海底最深的地方,最大水深可达到1万多米。大洋板块俯冲到大陆板块以下,交错地带形成了“V”形的海沟,与相邻的岛弧构成了地球上最大的高度差。
海沟多分布在大洋边缘,而且与大陆边缘相对平行。世界大洋中约有30条海沟,其中主要的有17条,属于太平洋的就有14条。地球上最深、也是最知名的海沟是马里亚纳海沟,它位于西太平洋马里亚纳群岛东南侧,深度为11034千米。即使把珠穆朗玛峰放进去,也还差2180多米才能露出海面。海沟一般底部狭窄,向上逐渐拓宽,沟壁较陡。少数海沟的沟底稍平坦。所有海沟都与地震有关,环太平洋的地震带都位于海沟附近。这是因为海沟区的重力值比正常值要低,它意味着海沟下面的岩石圈被迫在巨大的压力作用下向下沉降。
海沟是岩石圈板块的汇聚型板块边界(消亡边界),大洋岩石圈板块在此俯冲、消亡。海沟两侧普遍呈阶梯状地貌,地质结构复杂。海沟中的沉积物一般较少,主要包括深海相、半深海相浊积岩。海沟是大洋地壳与大陆地壳之间的接触过渡带。海沟的两面峭壁大多是不对称的“V”字形,沟坡上部较缓,而下部则较陡峭;平均坡度为5°~7°,偶尔也有45°以上的斜坡。
海沟常呈弧形或直线形分布,水深多为6~11千米。海沟斜坡地形复杂,切割强烈,多见峡谷、台阶、堤坝和洼地等。沟底可被沉积物充填成不宽的平底。沟底的沉积物不厚,大多不超过1千米,有红黏土和硅质沉积,也有来自相邻大陆或岛弧的浊流沉积和滑塌沉积。海沟与洋盆之间,常有宽缓的海底高地,随海沟走向延伸,这种高地高出洋盆底部300~500米,称为外缘隆起。外缘隆起靠海沟一侧坡度较陡,靠洋盆一侧坡度较缓。
海洋中有许多呈弧形分布的岛屿,人们称之为岛弧。岛弧的分布以太平洋西部海域最多。有意思的是,在这些岛弧靠近大洋的一侧,往往还伴生有一系列与岛弧呈相互平行状态的深邃而狭长的海沟。而且岛弧上的山峰越高,邻近的海沟也就越深,成为海底最深的地方。海沟与大洋边缘的岛弧常常相互配对,形影相随。如在我国的东南海域,被岛弧-海沟系所环抱。中国近海与太平洋之间,隔着一系列像串珠状分布的岛屿。太平洋西部岛弧的东侧,就与岛弧平行排列着阿留申海沟、千岛海沟、日本海沟、琉球海沟、马里亚纳海沟、菲律宾海沟等。
太平洋周围的火山、地震特别多,这是海底地壳沿着海沟俯冲作用的结果。这种俯冲作用常常会给人类带来巨大的灾难。例如1923年9月1日中午,临近日本海沟的东京、横滨一带发生的关东大地震,使55亿日元的财产毁于一旦,伤亡人数高达24万。因此,人们又称海沟是“地狱之门”。岛弧海沟地区是世界上地壳活动最活跃的地方。
海沟与岛弧往往与大陆边缘的海岸山脉平行分布。形影相随的海沟与岛弧构成了大洋中正负地形的强烈反差:一个深陷海底,成为深渊;一个屹立在洋面之上,成为高山,形成一种奇特的景观。
形态多样的平地
1.边缘海盆地
边缘海盆地也称边缘盆地、弧后盆地,是位于岛弧陆侧的深海盆地,为沟-弧-盆系的组成部分。其水深为2000~5000米,外形多样,包括线状和等轴状。边缘海盆地主要分布在太平洋西部,少数见于大西洋和印度洋。
边缘海盆地位于岛弧与大陆之间,或岛弧与岛弧之间,它可以单独出现,也可以被海底岭脊分隔成若干次级海盆。如日本海及鄂霍次克海均属岛弧与大陆之间边缘盆地,而菲律宾海则属岛弧和岛弧间边缘盆地,并被海岭分隔成多个次级海盆。边缘海盆地大多属于大洋型地壳,有的属于过渡性地壳或变薄陆壳。边缘海盆地中多正断层和地堑张性构造,断裂与相邻岛弧近于平行,盆地中沉积层厚约数百至数千米,其物质主要来源于大陆和岛弧。
2.地球上最平坦的地方——深海平原
深海平原又称深海盆地,是地球上最平坦的区域。这种地形最早于1947年在北大西洋深海底发现。深海平原通常位于大陆隆和深海丘陵之间,水深3000~6000米,坡度1/1000~1/10000。深海平原大多光滑平整,近于水平状,有的微微倾斜或波状起伏,大的深海平原可延伸数百至数千千米。深海平原覆有较厚的沉积层,它实际上是不规则的原始地形(如深海丘陵)被大量沉积物铺盖而成的。深海平原向大洋中脊方向,随着沉积层的减薄而逐渐过渡为深海丘陵。
深海平原在各大洋中均有发现,但以陆源物质供应充分且无边缘海沟拦截的大西洋最为多见。太平洋的周缘海沟广布,浊流沉积物难以越过海沟到达大洋盆地,因此太平洋中深海平原分布有限,主要分布于东北边缘。深海平原在地中海、墨西哥湾、加勒比海及西太平洋边缘海(如南海深海盆)中也有分布。
3.平坦开阔的深海高原
深海高原又称海台、海底长垣,是顶部平坦开阔伸展的海底高地。它一般高于周围海底1000米以上,长达数千千米,通常无明显的地震和火山活动。深海高原台面较平坦,起伏较小,边坡一般较陡,但有的也较和缓。
深海高原按其所在的位置不同,分为边缘海台和洋中海台两种。边缘海台是指发育于大陆边缘上的海底高原,多分布在500~4000米水深处,为大陆坡或岛坡上的平坦面,一般有花岗岩基底,美国东南岸外的布莱克海台为典型的边缘海台。洋中海台是指洋中孤立的海底高原,多分布于4000~5500米水深处,其上覆有以钙质为主的较厚沉积物,有的则具有陆壳性质,被认为是从大陆分离出来沉降的微型陆块,如印度洋中的马斯克林海台。深海高原在太平洋和印度洋分布最广,如太平洋马绍尔群岛和夏威夷群岛之间的海台长2800千米,宽900千米。
高低起伏的海底山川
1.貌不惊人的深海丘陵
深海丘陵简称海丘,是大洋底部不高于海底500米的水下丘陵或山冈。它一般分布于水深3000~6000米处,直径在1千米至数千米之间,坡度为1°~15°。海丘外形多属圆形、椭圆形,有的呈长条状延伸,有的海丘上有两个或多个峰顶,少数海丘散布于深海平原之上。深海平原靠大洋中脊一侧,丘陵常成片出现,称为深海丘陵区。
深海丘陵通常由小型盾形火山和岩盖构成,其基岩裸露,有的覆有薄层沉积。深海丘陵在各大洋中均有分布,在太平洋中,由于海沟拦截了陆源物质到达大洋盆地,故深海丘陵分布最为广泛,约占太平洋底面积的一半以上;在大西洋中,深海丘陵平行于大洋中脊,呈条带状绵延;印度洋中也不乏深海丘陵。
2.绵长陡峭的海岭
海岭又称海底山脉、海脊,是长条状的海底高地。海岭坡度陡峻,一般高出海底2000~3000米,通常处于海平面以下,有的峰顶露出海面成为岛屿。海岭分无震海岭和有震海岭两类。无震海岭是几乎没有或很少有地震活动的海岭,也称不活动海岭。这类海岭地形一般起伏不大,顶面较平坦,两坡较陡,横断面呈不对称状,较典型的有太平洋夏威夷海岭和皇帝海岭、大西洋的鲸鱼海岭和里奥格兰德海岭、印度洋的东经九十度海岭以及北冰洋的罗蒙诺索夫海岭等。有震海岭即具有明显地震活动的大洋中脊,也称活动海岭。
世界上最典型的海岭是大西洋海岭,也称大西洋中脊。
3.连绵起伏的海山
在大洋中脊,在大洋与大陆接壤的边缘,由于海底扩张,大小板块的相对挤压、碰撞,以及大洋板块俯冲到大陆板块之下的地壳运动,导致断裂,产生了山。地震和火山活动,同时也诞生了山。于是,海底有许多的山,称为海山。众多的海山,组成海岭。如北大西洋海岭,印度洋的印度海岭、中印度洋海岭、太平洋上的夏威夷海岭,都是由海山组成的崇山峻岭。这些海山除少数露出水面为海岛外,大多都是藏在海水下的。
我国台湾岛是西太平洋岛弧中的一段。它的北端海域和南端海域都有海山分布。在南海的大陆坡、深海盆上,都有无数的海山。南海中的有些岛屿,只是海山出露的一部分。
台湾岛附近的海山。在台湾岛东岸的三仙台往南,经火烧岛-蓝屿-小蓝屿-巴士海峡北侧,有一条海岭,长达200千米,水深浅于200米。除上述出露的小岛外,有不少未出露的海山。在台湾南端的鹅銮鼻-七星岩往南至北纬21°,也有一条海岭,长达100多千米,水深浅于200米,个别海山顶部水深仅2米。它比两侧深海底高出几千米,相当于陆地上巍峨屹立的高山峻岭。
南海陆坡上的海山。南海北部陆坡上缘,有两座珊瑚礁海山,一座是神狐暗沙,其基座水深200米,顶部水深11米。另一座是一统暗沙,其基座水深500米,顶部水深10米。东沙群岛的北卫滩和南卫滩也是两座海山,它们在水深3000米的陆坡台阶上耸立着,顶部水深60米和58米。在它们的北侧和西南方80千米处,还有未命名的几座小海山,它们的基座水深200米左右,而山顶水深只有9~23米。
在南海西北部陆坡台阶上,除已公布的西沙群岛各岛礁和中沙大环礁外,还有很多在水下100~600米的海山尚未命名。在南海南部陆坡台阶上,南沙群岛的部分“暗沙”、“滩”是珊瑚礁海山,如普宁暗沙、保卫暗沙、海马滩和勇士滩等。
南海深海盆上的海山。有众多海山屹立在南海深海盆上。它们的形成和走向形态,与深海盆的成长过程有关。一些呈东北至西南走向,如北部的笔架海山,中南部的中南暗沙、长龙海山等。有些是近东西走向的,如中部的黄岩海山、珍贝海山等。它们是在3000~4000米的深海盆底挺拔而起,至水深几百米,个别顶部水深仅18米。
色彩斑斓的珊瑚世界