消失的泥沙
自從人類建立系統的地質學後,人們對於地球的觀察也變得越來越細緻,這點最主要體現在地理學科的發展越發細緻,從最初簡單的氣象記錄,到地質板塊的構造學說,越來越多的實驗資料把地質學補充的愈發詳細。
關於泥沙的問題從古至今就被人們重點關注,特別是農耕文明的地區,人們對於泥沙的關心程度已經到達了一種非常成熟的地步。古人會透過水位深淺,河床變化來推測泥沙的變化量大概是多少,因為這事關農業的發展。
如果泥沙的流失過多,會給種植帶來不利影響,植物生長緩慢,營養獲得不夠充分。同時,流失過多的泥沙會讓耕種地區發生水土流失的現象。
對於泥沙的流失,有的會成為新的河床,有的會堆積成岸。但很大一部分還是會流入大海“消失不見”。難道這些泥沙就這樣憑空消失了嗎?要想明白這個問題,我們就必須要明白整個事件的發生過程。
匯聚成面,匯聚成線
據科學家們的統計,全球每年會有大約150億噸的泥沙流入海洋。和匯入海洋的河流相比,這部分泥沙量的流失會顯得比較沒存在感。
如果說從地球誕生,有了海洋陸地的時候開始,這裡到現在的時間跨度已經有45億年。以這個資料去假設,這些流失的泥沙足以鋪上一層20000米高的淤泥或者泥地。
這可比當今世界的最高山脈要高得多,不過事實並沒像這樣發展,泥沙依舊靜靜地躺在海底深處。即使過了這麼多個世紀,依然不足以構建出這種壯觀的景象,至少世界上沒有第二座珠穆朗瑪峰。
巧合的是,如果能堆積出這麼高的淤泥,那麼它的高度剛好是喜馬拉雅山最高峰到馬裡亞納海溝的最低點。而這些泥沙最大的消失點,就是大洋中脊,同時這裡也是地幔運動最明顯的地方。
這條世界裂縫成為了大多數泥沙的最終歸宿,大洋中脊有這個稱號還來自於它的存在本身。大洋中脊這處位置從地球整體上看起來,就像是要把地球一分為二一般。被裂縫隔開的位置成為了兩個不同的板塊地區。
大西洋的形成歷史十分久遠,地理學家在很早以前就開始對這塊地區進行觀察了,但那個時候主要是出於對航海的考慮,並沒有太多學術上的研究。同時也受限於科技的阻礙,大西洋麵積廣闊,而且海底地貌處於數千米之下,普通的技術裝置很難去獲得一個詳細的資料。
最初關於大西洋的中脊發現在19世紀中葉,美國的航海家馬修莫里根據一艘雙桅杆戰艦的探測中首次推斷出北大西洋下的一處海脊。到了1872年,挑戰號遠征期間證實了這個海底山脊的存在。
進入20世紀後,人類的科技水平有了一個大幅度的提升,同時海域方面的工作也變得更多。人們更加樂意在海面上進行各種貿易,人類對於海洋的征服度已經不再是中世紀那樣寒磣的水平了。
有了更多的經濟和科技的支援,地理學家們可以更好地對整個大洋中脊進行測繪,這個工作從20世紀中葉開始一直持續了20年。主要的測量方法是透過聲波定位和聲吶測繪等各種先進技術去獲得詳細的資料。
進入20世紀中期,透過科學家們的繪測,大西洋中脊有一處奇怪的山谷和山脊測深。這其中還有非常活躍的地震活動。
這處海脊是整個地球海洋底部中一個40000公里長的基本連續的一條“縫”,這個海脊的發現使得科學家對於以往的地質學說中的“海底擴張論”和“大陸漂移說”普遍接受。
中大西洋海脊的最大特點在於它有一處深裂谷,這處裂谷的沿海脊線幾乎沿著整個長度蔓延。其相鄰的板塊之間相互錯合在邊界,透過地幔岩漿一直灌入地殼深處。
大洋中脊是是由板塊構造形成的海底山系,發散板塊邊界是發生海底擴張的地方。海底擴張速度決定了大洋中脊的頂部形態在海盆中的寬度。也就是從這裡將北大西洋和南大西洋盆地一分為二。
也就是說所有匯入海洋的泥沙最終到達了這裡,逐漸匯聚成為洋脊的板面,最後透過這條大裂縫,進行一系列的地質活動沉入地幔之中。那這一切就到此結束了嗎?
好動的地球
大洋中脊的表現遠不止表面上把地球一分為二那樣,它還有著更多的活動表現,也正是這些活動使得整個陸地體系得以迴圈,消失的泥沙以另外一種方式重新呈現在人們眼前。
火山對於人類來講可能是災難性的存在,各界各地的大型活火山讓人類每個世紀都提心吊膽,如果爆發,這些火山將是毀滅性打擊。
但是以地球的角度去看,火山的存在讓陸地表現得多種多樣,同時也是孕育生命的重要搖籃地。大洋中脊的火山同樣也不例外,而且它們還有著更為活躍的表現。
根據海底擴張學說,板塊構造過程是一個不斷更新的過程,洋殼在洋中脊處不斷更新。噴湧而出的岩漿穩定地出現在海底,並且會沿著洋脊軸的裂谷處附近侵入現有的洋殼。
其中最有力的證據便是裂谷深處的玄武岩,這些相互侵融的岩漿和洋殼會在壓力的變化下形成岩漿結晶,這些結晶便會形成新的玄武岩,大量的玄武岩堆積便成為了年輕的玄武岩地殼。
不同位置的玄武岩,整體構造也有不同的差異。但它們的共同特徵都在於以岩漿和火山熱為燃料的熱液噴口進行擴張。從年齡上來看,地球的整體岩層年齡在45.4億年,而這些海洋深處的地殼年齡普遍不到兩億年。
這一事實反映了地殼板塊在形成過程的俯衝衝擊,這個過程使得岩石圈以一種再迴圈的方式進入到地幔之中。這種活動影響了地球陸地板塊的整體構造。
在過去數億年的時間裡,陸地板塊經歷了整體、分離、聚合、再分離的過程。地球岩石圈作為行星最堅硬的外殼,它們被分成了七八個甚至更多的主要板塊。板塊相遇的地方,它們相對運動決定了邊界的型別。
這點在大洋中脊的岩石圈迴圈也特別明顯,地殼及下方相對剛性的橄欖岩構成了海洋岩石圈,粘度及剛性較低的岩石圈位於軟流圈之上。
簡而言之,那些流入谷底的泥沙最後以可見陸地的形式重新出現在了人們眼前。板塊的移動也正是由於地球岩石圈比下層的軟流圈有更大的機械強度,整個陸地,或者說固體地幔都是在緩慢地爬行運動著。
所以,也並不是隻有陸地上才有大量的山脈和峽谷,海底之下同樣也有。另外我們在地面上看到的高山也只是一部分,更深處埋藏在海洋下面,或者說地殼之下。
大洋中脊對此有著極大的貢獻影響,在這之前,人們一直認為陸地板塊主要是因為地震的活動發生相互推移。
改變世界的方式
我們在知道了整個事件的來龍去脈後,應該就能明白這些微不足道的泥沙有著多麼大的作用了。可以說是它們改變了整個世界的面貌,可怕的大洋脊也不是一條不可直視的傷疤。
另外,泥沙也並沒有消失,而是以新的陸地出現在地球上。但這些消失的泥沙為什麼沒有一直堆積出來呢?因為不是所有含量的泥沙都會沉積成為地幔進行抬升,還有一部分轉化為特定地帶的地殼物質。
令人感到意外的還有一個地方,大西洋脊下的這條裂縫還在持續的擴張。大西洋脊下的擴散物隨著時間的推移,會逐漸冷卻下來,雖然地球經歷瞭如此漫長歲月的堆積,但地球的直徑依舊相對穩定。
原因在於大部分的地殼都沒有在活動中被俯衝,這種存在機制使得新形成不久的地殼被破壞,而破壞地區發生在俯衝地區。新形成的地殼很多都被迫地停留在了裂縫深處。
洋脊的分裂位置也在運動的過程中被不斷地被拉長變大,科學家發現大西洋中洋脊下方600多公里出現的低函對流比預期要深得多,這種對流作用力對推動板塊分離有重要作用。
比較明顯的例子就是與美洲相連的板塊以每年4釐米的速度和非洲相連的板塊進行分離,這使得英美兩國的差距在未來會變得越來越遠。
越來越多的實驗資料和分析都表明了,大洋脊以及它周圍相關的地質活動對地球外貌的程序起著推進作用。不能簡單地認為它是一種個別現象,同樣的事情還發生在其他大型溝壑地區。
火山和地震就像是催化劑一般,使得整個反應得以迅速完成。除了泥沙的流入,還有海水在海溝深處的運動狀態也使得整個海洋麵積在不斷地的擴大。
在未來1.2億年的時間裡,科學家們推斷地球還會再經歷一次陸地板塊的融合程序。只不過這一次的變化陸地可能會變得比以往更少,海洋麵積將會比之前更大。當然,這只是自然程序的一小部分,而且是平緩進行的,在短期內我們很難去感知到這種影響。
需要做出改變嗎?
泥沙的力量在海底運動的作用下變得勢不可擋,有著足以改變世界的力量。當今世界的水土流失問題依舊存在,這些流失的土壤泥沙是最明顯的。
如果能夠減緩這一部分的流失問題,從整體格局上能夠起到一定的緩解作用。不同與河口的沖積平原,由河流泥沙主導的變化通常都有著自身的侷限性,即它們無法離開本身的河流,只會在新的地方形成新的堆積,對地球表面起著一種類似雕刻的作用。
同時這類河沙的運輸變化很難像海底深處一般有著截然不同的壓力環境。但我們仍然不能夠輕視它們,如果放任水土問題不管,不管是可用土地,還是泥沙變化,都會影響到人類的正常生活。
出於長遠的考慮,在未來這類問題應該要得到一個切實可行的長期方案。洋脊運動不可阻止,但我們有機會在我們生活的陸地上做出改變。