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海底為什麼會下潛?海洋中最深的地方是?它們的深度都在多少?


世紀科技報道我們都知道,海洋中最深的地方是海溝,它們的深度都在米以上。海溝附近經常發生十分強烈的地震。據統計,全球%的地震都集中在太平洋周圍的海溝及其附近的大陸和群島區。這些地震每...

- 2021年1月17日00時14分
- 科學文摘 / 21世紀科技報道

21世紀科技報道

我們都知道,海洋中最深的地方是海溝,它們的深度都在6000米以上。海溝附近經常發生十分強烈的地震。據統計,全球80%的地震都集中在太平洋周圍的海溝及其附近的大陸和群島區。這些地震每年釋放出的能量,可與爆炸10萬顆原子彈相比。

有趣的是,海溝附近發生的都是淺源地震,向著大陸方向,震源的深度逐漸變大,最大深度可達700千米左右。把這些地震源排列起來,便構成一個從海溝向大陸一側傾斜下去的斜面。

1932年,荷蘭科學家萬寧·曼納茲利用潛水艇測定海溝的重力,發現海溝地帶的重力值特別低。這個結果使他迷惑不解,因為根據地塊漂浮的地殼均衡原理,重力過小的地殼塊體應當向上浮起,而實際上海溝卻是如此的幽深。經過一番研究,萬寧·曼納茲認為,可能是海溝地區受到地球內部一股十分強大的拉力的作用,所以才有下沉的趨勢,從而形成幽深的海溝。


上個世紀中葉,人們認識到大洋中脊頂部是新洋殼不斷生長的地方,在中脊頂部每年都要長出幾厘米寬的新洋底條帶(面積約3平方千米),而地球表面面積卻並沒有逐年增大,可見,每年必定有等量的洋底地殼在別的什麼地方被破壞消失了。

地球科學家發現,在100~200千米厚的堅硬岩石圍之下,是熾熱、柔軟的軟流圖,在那裡不可能發生地震。之所以有中、深源地震,正是堅硬岩石圈板塊下插進軟流圈中的緣故。

這些中、深地震就發生在尚未軟化的下插板塊之中。海溝地帶兩側板塊相互衝撞,從而激起了全球最頻繁、最強烈的地震。也正因為洋底板塊沿海溝向下沉潛,才造成了如此深的海溝。通過以上分析,可以看出曼納茲的理論是非常正確的。

那麼,是什麼力量導致洋底板塊俯衝潛入地下的呢?

日本地球科學家上田誠也等人認為,洋底岩石圍密度較大,其下的軟流圈密度偏低,所以洋底岩石圈板塊易於沉入軟流圈中。俯衝過程中,隨著溫度、壓力升高,岩石圈發生變化,密度還會進一步增大。這就好比桌布下垂的一角浸在一桶水中,變重了的濕桌布可能把整塊桌布拉向水桶。


海溝總長度最長的太平洋板塊在全球板塊中具有最高的運動速度,上田誠也等人據此認為海溝處下擂板塊的下沉拖拉作用可能是板塊運動的重要驅動力。如果確實如此,洋底板塊理應遭受擴張應力作用,而近年來的測量發現,洋底板塊內部卻是擠壓應力占優勢。這一事實對於重力下沉的學說是一個有力的駁斥。

另有一些學者提出地幔物質對流作用的觀點,認為大洋中脊位於地幔上升流區,海溝則處在下降流區,正是匯聚下沉的地幔流把洋底板塊拉到地幔中去的。這一看法與上述萬寧·曼納茲的見解如出一轍。但是,目前我們還缺乏地幔對流的直接證據。也有一些學者強調地幔物質黏度太高,很難發生對流。

眾說紛紜,但究竟海底為何會下潛,仍沒有一個足以能使人信服的證據,因此,尚有待於科學家繼續努力。


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