大洋最深处的奥秘

打开世界地图，可以清楚地看出地球表面被分为大陆和海洋两大部分。在大陆上，有平原、山地，也有高原、丘陵和盆地；在海洋中，同样有纵横相交的海底山脉，也有宽广的海底“高原”和“平原”，甚至还有深达万米的海沟，也称海渊。

海沟作为一种地质形态构造，是洋底最深凹的地方，可以把它们比拟为“倒过来的山脉”。有意思的是，深海沟大多不在大洋的中部，而是位于大洋的边缘。太平洋西部边缘的岛屿外侧就是世界最著名的海沟分布带、日本海沟、马里亚纳海沟、菲律宾海沟和汤加海沟等。

想亲眼目睹深海沟的风采是非常困难的，因为水越深压力就越大，水深每增加10米，就要增加1个大气压，在10000米的深海沟里，水的压力就是1000个大气压，也就是说，像指甲那么大的面积就要承受1000千克的压力。1660年1月23日，雅克·皮卡德驾驶自制的深潜器“的里雅斯特号”，下潜到马里亚纳海沟的最深处，距海面11034米，终于实现了人类世代的夙愿。马里亚纳海沟是世界海洋中最深的地方，如果把海拔8848米的世界第一高峰——珠穆朗玛峰“放”到这里，峰顶距海平面还有2186米！

海沟与火山地震关系探秘

海沟大都紧靠着呈弧形延伸的岛群或大陆边缘山脉，而这里正是大陆与海洋的交界地带。海沟的深度通常为6000～10000米，比一般洋底要深3000～5000米之多。也就是说，海沟是大陆与海洋过渡带的最外边的一种地质构造单元，因此是代表大陆与大洋两类不同地壳之间的接缝。长期以来，它具有的特殊形状和极大的深度引起科学家的广泛关注。

近年来对海沟地形的大量勘测表明，世界大洋中深度超过7000米的海沟共有23条，其中有19条分布在太平洋。这些海沟的横截面均呈“V”形，但海沟最深处或海沟底部总有一段平坦的地形，这显然是松散物堆积在沟内造成的。当然，这种海沟平底并不是完全水平的，而是稍微向岛弧方向倾斜，由于沟内的松散物主要来自岛弧，所以这种倾斜可能是海沟缓慢运动的结果，否则倾斜方向应该相反。从阿拉斯加沿岸一直延伸到新西兰的海沟，伴生着一连串的岛弧山脉。这些岛弧有许多具有双重结构，大陆一侧的内弧多为火山弧，而位于大洋一侧的外弧则多为非火山弧。

海沟众多的太平洋边缘地区，正好又是世界著名的大地震带，也称环太平洋地震带。1976年1月14日，斐济一克马德克群岛间的海沟曾发生，8级强震。伴随地震，常有大规模的地面变形、断裂和崩塌现象发生。1891年10月28日，日本横滨大地震，产生一条长达160千米的裂缝；1899年，阿拉斯加大地震，许多岩块突然移位，移距达10～15米，它还改变了海岸原有的配置形态，连带岸边森林也陷入海中；1906年，美国加利福尼亚大地震时，使长达450千米的圣·安德烈斯断层突然滑动，并产生新断层穿过旧金山……

太平洋边缘深海沟的断裂活动、强震以及突然的海底变形，常常伴随着大海啸。据统计，公元479～1956年，在太平洋总共发生308次大海啸，次数之多居世界各大洋之首。

海沟众多的太平洋边缘地带，又素有“太平洋火环”之称。地球上的522座活火山，有322座在太平洋地区，而且大部分配置在太平洋边缘地带！在阿拉斯加，约有80座火山，其中有40多座是活动的。1976年1月23日，阿拉斯加岛屿上的一次火山喷发，简直就像有颗原子弹在岛上爆炸开来，浓烟和火山灰形成的巨大蘑菇云扶摇直上12000米的高空，这座名叫“圣·奥古斯”的火山，几个世纪来一直在周期性地活动。在日本的165座火山中，有54座是活火山，著名的富士火山1951年还曾喷发过1次。在菲律宾，高耸的圆锥形火山林立，构成奇突秀丽的美景。菲律宾最高的山峰（海拔2923米）——亚保火山，就是一座仍在冒烟的活火山。我国台湾岛在大屯火山群，其东边的龟山岛、火烧屿、红头屿等也是火山体。

众多的海沟以及大地震带、火山环，都分布在太平洋边缘地带，难道这仅仅只是一种偶然的巧合吗？

大洋深海沟形成之谜

关于大洋深海沟，有许多需要深入探索的科学问题。如这些海沟究竟是什么时候形成的？现在是否处于海沟发展的终结阶段等等。其中，科学家最为关注的是：大洋深海沟究竟是怎样形成的？这也是现代海洋科学研究的重大课题之一。

20世纪60年代以来，由于地震学的显著发展，一些科学家试图从发震机理人手，解释作用于深海沟地区的力学问题。大家知道，让一碗滚烫的米汤在碗中不停地旋转，如果米汤的密度不同，较重的部分就会下降，而较轻的部分则会上升，就像把油和水混在一起，油马上就会浮上来一样。这就是对流。又如，锅中的水经过反复加热，锅底的水受热后发生膨胀，体积增加，密度变小而变轻，轻的部分就往上升，相反表面上的冷水就会下降。地球内部的物质对流也是如此，地幔下面温度高的部分发生热膨胀后，就会像热锅中的水那样产生热对流。因此，一般认为，大洋中央海岭顶部的张力作用领域，显示异常大的地热流量地带，从海岭下方上升的地幔热对流，可以成为地震能源运输工具，并用地幔上升的张力为媒介，造成大洋海岭中央部位的裂谷带和断裂带。进一步扩散的地幔流横渡大洋，在大洋边缘部位与大陆相碰撞，以后就在那里沉潜，从而完成了一个大循环。当地幔流下降时，地壳也随之被带动而凹陷，结果在大陆边缘部位产生了深海沟那样的凹地。

以上介绍的是根据当今最流行的板块构造学说对深海沟成因给予的解释。应当指出，地慢对流说起来很简单，证实起来相当困难。大规模的地幔对流是否真实存在？假如其存在，它能否在地壳之下沿着大洋底部横向流动呢？至今并未得到证实。因此，上述解释并不能使人完全信服。