海底山脉

海底山脉

大洋底部存在世界上最长的山系。这个事实直到十九世纪后期才被人类发现。1866年，在铺设横越大西洋的海底电缆时，发现大西洋底的中部水浅而两侧水深。第一次世界大战后，德国人为了偿还债务，梦想从海水中采金。于是建造了一艘"流星"号考察船远赴大西洋考察作业。结果黄金没有找到，却收集了一大批珍贵的海洋资料。他们用超声波装置对大西洋底探测的结果显示，大西洋底有一条从北到南的海底山脉。山脉的高点露出海面形成了亚速尔群岛、阿松森群岛。

1956年，美国学者尤因和希曾首先提出，全球大洋洋底纵贯着一条连续不断的全长达6.4万公里的中央山系，又叫做大洋中脊。中央山系比大洋盆地高约1到2千米。中央山系的宽度约为1000到2000千米，最宽处可达5000公里。大洋山系的总面积约占海洋总面积的30%。其中，大西洋山系北起北冰洋，向南呈S形延伸，在南面绕过非洲南端的好望角与印度洋山系的西南支相连。印度洋山系的东南支向东延伸与东太平洋山系相连。东太平洋山系北端进入加利福尼亚湾。印度洋山系北支伸入亚丁湾、红海与东非内陆裂谷相连。大西洋山系向北延伸到北冰洋，最后潜入西伯利亚。洋底山系全长可以绕地球一圈半。

经过细致测量，人们发现大洋中脊上有一条1到2千米宽的裂谷。为了揭开海底的地质演变奥秘，人们曾经多次下潜到大洋中脊的裂谷中进行实地勘测。在1972年到1974年期间，法国和美国的科学家在地质学家勒皮雄的领导下，使用深潜器观测到了大洋中脊的裂谷。

海底平顶山

海底平顶山

二次大战期间，美国著名的地质学家赫斯教授是当时美国海军一艘运输船的船长。他经常指挥他的船来往于太平洋中部和南太平洋之间。在战争要结束的两年里，他从回声探测仪上发现，太平洋海底有许多海底山脉。于是，他利用回声探测仪连续记录下来各点的深度。同时他还发现，洋底的海山顶部是平坦的。这些海底平顶山是由玄武岩一类的岩石构成的。赫斯上校把这些海山一一标在海图上，并且称这些海山为海底平顶山。战争结束后，他用法国地理学家盖约特的名字命名了海底平顶山。后来，他对自己的发现做出了解释：“在距今6亿年前的前寒武纪时代，在太平洋的洋面上，有相当数量的火山岛。这些火山岛的顶部由于受到海浪的侵蚀冲击，逐渐形成平坦的顶部，随之变成了浅滩。此后，由于地质原因，这些火山岛沉入海底1000米到2000米的深处。不过，这种现象究竟是由于火山下沉造成的，还是由于海平面上升造成的，至今不得而知。不过，迄今为止，没有证据证明这些火山形成平坦的顶部是在前寒武纪时代，还是进入古生代以后的地质年代。总之，当时太平洋已经是3000多米深的海洋了。”

无论赫斯对平顶山的研究是否正确，但他确实为海底扩张学说的形成提供了有力的证据。

大陆坡

大陆坡介于大陆架和大洋底之间，大陆架是大陆的一部分，大洋底是真正的海底，因而大陆坡是联系海陆的桥梁，它一头连接着陆地的边缘，一头连接着海洋。大陆坡虽然分布在水深200米到4000米的海底，但是大陆坡地壳上层以花岗岩为主，通常归属与大陆型地壳，只有极少部分归属于过度性地壳。大陆坡坡脚以外的深海大洋地壳以玄武岩为主，那里才是典型的大洋型地壳，因而大陆坡坡脚是大陆型地壳与大洋型地壳的真正分界线。

大陆坡由于隐藏在深水区，因此很少受到破坏，基本保持了古大陆破裂时的原始形态。1965年，英国地球物理学家用计算机绘制了一张大西洋水深1000米的等深线图。图形显示大西洋两岸的等深线十分吻合。这从另一个角度证明了大陆漂移说的正确性。

大陆坡的坡度很陡。太平洋大陆坡的平均坡度为5度20分，大西洋大陆坡的坡度为3度5分，印度洋的大陆坡深度为2度55分。坡度变化从几度到20多度。大陆坡的表面极不平整，而且分布着许多巨大、深邃的的海底峡谷。陆地最大的雅鲁藏布江及澜沧江大峡谷与之相比，也只能是小巫见大巫。海底峡谷有的横切在斜坡上，有的像树枝一样分岔，将大陆坡切割得支离破碎。大陆坡的表面也有较平坦的地方，这些地带被称为深海平台。有时，在一条大陆坡上会形成多级深度不同的海底平台。

洋盆

洋盆

海底并不象海面那样善变，一会儿是风平浪静，一会儿是狂浪滔天。海底的变化漫长而深刻。在海洋的底部有许多低平的地带，周围是相对高一些的海底山脉，这种类似陆地上盆地的构造叫做海盆或者洋盆。现在，深海钻探技术有了很大的提高，通过深海钻探可以揭示海底沉积物的类型和变化。实际钻探的结果显示，世界各大洋洋底的地壳都很年轻，一般不超过1.6亿年。实际上，海洋的年龄是在距今18亿年前形成的。世界上的大洋如此古老，为什么大洋洋盆的盆底却如此年轻呢？这个问题一直困扰着人们。直到大陆漂移说再次盛行。大陆漂移说的创始人魏格纳认为：“2亿年前曾经存在一块联在一起的古大陆，在古大陆的周围存在着一个泛大洋，后来古大陆分裂成几个大碎块，并且各自漂移到现在地球上大陆的位置。如今的太平洋比古代的泛大洋已经缩小了很多。”科学家在解释古老的大洋、年轻的洋盆时，告诉我们：大洋的盆底从中间裂开，在裂开处炙热的岩浆从地壳下涌出，遇到海水就立刻被立即降温形成岩石。裂口处不断涌出岩浆，将新的地层把先前生成的岩石地层向周围挤压推移，经过上亿年的演变就形成了现在这种海底年龄周边岩石的年龄最大，而洋底岩石的年龄最小的情况。其实，这个地壳演变过程从地球诞生起就从未停息过。在漫长的地质年代里，那些塌陷的部分，就形成了大大小小的海盆。

大陆架

大陆架是大陆向海洋的自然延伸，是陆地的一部分。如果把大陆架海域的水全部抽光，使大陆架完全成为陆地，那么大陆架的面貌与大陆基本上是一样的。在大陆架上有流入大海的江河冲积形成的三角洲。在大陆架海域中，到处都能发现陆地的痕迹。泥炭层是大陆架上曾经有茂盛植物的一个印证。泥炭层中含有泥沙，含有尚未完全腐烂的植物枝叶，有机物质含量极高。黑色或灰黑色泥炭可以作为燃料而熊熊燃烧。在大陆架上还能经常发现贝壳层，许多贝壳被压碎后堆积在一起，形成厚度不均的沉积层。我国的黄海和东海的海底基本处于大陆架上。黄海水深一般在50米到 70米之间，而东海平均深度也不过100米左右。大陆架的坡度很小，一般在0.1度左右。 大陆架上的沉积物几乎都是由陆地上的江河带来的泥沙，而海洋的成分很少。除了泥沙外，永不停息的江河就象传送带，把陆地上的有机物质源源不断地带到大陆架上。大陆架由于得到陆地上丰富的营养物质的供应，已经成为最富饶的海域，这里盛产鱼虾，还有丰富的石油天然气储备。 大陆架并不是永远不变的，它随着地球地质演变，不断产生缓慢而永不停息的变化。在我国的黄海和东海的海底地层中，蕴藏着丰富的泥炭资源，这些泥炭就是远古时大量陆地植物的遗骸生成的。这说明，远古时代，现在黄海和东海的大陆架是一片生长茂密植物的大平原。只是在最近的地质演变中，这片土地逐渐下沉，海水入侵才形成了大陆架。另一个例子是喜玛拉雅山顶上发现了海底的贝壳沉积层。早在几千万年前，喜马拉雅山地区是海底的大陆架，由于印度洋板块与欧亚板块相撞，印度洋板块进入亚欧板块的底部，因此喜马拉雅山地区被不断抬高。至今，喜马拉雅山依然在长高。

珊瑚礁海岸

珊瑚礁海岸

珊瑚礁海岸是造礁珊瑚、有孔虫、石灰藻等生物残骸构成的海岸。珊瑚礁海岸，依其特征可分为岸礁、堡礁和环礁。

岸礁通常紧贴岩岸发育，宽几百米至上千米，好像一条花边镶在海岸上。它一般紧靠陆地发育分布，构成一个位于海面下的平台，对岩岸起了保护作用。波浪斗不过造礁珊瑚的增长，对有岸礁保护的岩岸当然就更无能为力了。红海、桑给巴尔岛和我国的台湾、海南岛就有岸礁分布。

堡礁分布在离岸一定距离的海域中，由堤状珊瑚礁构成，沿海岸线总方向延伸，它像一条长堤一样，环绕在海岸的外围，而与海岸间隔着一个宽阔的浅海区或者隔着一个泻湖，泻湖深度在20～100米以上。世界上最著名的堡礁是澳大利亚的大堡礁。我国的南海诸岛和澎湖列岛也有堡礁分布。

环礁是出露于海面上、高度不大的珊瑚礁岛，外形成花环状，中央是个礁湖，湖水浅而平静，平均深度约为45米，而环礁的外缘却是波涛汹涌的大海。环礁在三大洋的热带海域均有分布，我国南海诸岛中，不少岛屿即是由环礁组成的。

珊瑚礁海岸的分布很广，最多的地方是太平洋中部和西部、澳大利亚的东岸和北岸，巴西的东岸以及红海沿岸，我国的南海诸岛，这种海岸的分布也不少。

海底火山

海底火山

火山喷发的现象，是地壳下面的岩浆冲出地壳时造成的。由于地球内部温度很高，压力极大，所以岩石在800℃以上的高温下会变成通红的炽热液体，随着温度的提高，岩浆产生的物理和化学反应可以施放出有毒气体，好像水中的气泡一样上升到岩浆表面破裂。这就是人们看到的岩浆沸腾的样子。火山喷发的时候，岩浆从地下喷发出来，汇成一条沸腾的河流奔涌向前。直到岩浆逐渐冷却，形成玄武岩或者橄榄石。

海底火山起初只是沿洋底裂谷溢出的熔岩流，以后逐渐向上增高。大部分海底火山喷发的岩浆在到达海面之前就被海水冷却，不再活动了。所以，人们从来没有真正看到过海底火山爆发的景象。至多，只是看到海底的熔岩泉不断冒出新的岩浆形成新的火成岩。美国一个潜水探险队的两个成员，曾经冒着生命危险探索夏威夷群岛火山。在水面下100英尺的深度，他们拍摄到了不断从海底火山口流出的熔岩河流，沿着火山的山坡向更深的海底奔腾而下，而周围的海水温度被加热到100℃以上。如果没有先进的潜水设备，他们根本就不可能靠近海底的岩浆。

海底火山在喷发中不断向上生长，会露出海面形成火山岛。1796年，太平洋北部阿留申群岛中间的海底，火山不断喷发，熔岩越积越多，几年后，一个面积30平方公里的火山岛就出现在海面上。在距离澳大利亚东岸约1600公里的太平洋上，有一个小岛，叫做法尔康岛。1915年这个小岛突然消失，但是，11年后它又重新冒出海面。原来这就是海底火山喷发和波浪作用造成的。

海底热泉

海底热泉

1979年的一天，在加利福尼亚湾的外太平洋海底，美国科学家比肖夫博士等人乘坐“阿尔文”号潜水器向深海下潜，当他们下潜到2500米接近海底时，看到一幅十分奇异的景象：蒸汽腾腾，烟雾缭绕，烟囱林立，好象重工业基地一样。经过仔细观察，他们发现在"烟囱林"中有大量各种生物生存，他们基本上围绕着烟囱生存。烟囱里冒出的烟的颜色大不相同。有的烟呈黑色，有的烟是白色的，还有清淡如暮霭的轻烟……

实际上，海底热泉的活动并不一定形成烟囱。早在20世纪60年代，科学家们在红海发现了许多奇异的现象，比如水温和盐度偏高，接着就出现了高温卤水。1967年，在一处海渊中发现了在热泉周围形成的海底多金属软泥。从此，揭开了人类研究现代热液矿产资源的新篇章。1988年，我国科学家与德国科学家联合考察了马里亚纳海沟。他们通过海底电视看到，在水下3700米左右的海底岩石上有枯树桩一样的东西，它高2米，直径50到70厘米不等，周边还有块状、碎片状和花朵状的东西，在这些喷溢海底热泉的出口处，沉淀堆积了许多化学物质，他们采集了1000公斤的岩石样品，主要是黄褐色，间杂黑色、灰白色、蓝绿色。经过化学分析和鉴定，人们确认这就是海底热泉活动的残留物，叫做烟囱。它们大多是硫化矿物。除了大量铜、锌、锰、钴、镍外，还有金、银、铂等贵重金属。更加令人吃惊的是，在那些活动热泉附近，甚至聚集了大量的人类不曾认识的新生物物种。这些，都需要今后人类的艰苦努力去探索。

深海平原

深海平原

深海中也有如同陆地平原一样的地貌，这就是深海平原。深海平原一般位于水深3000米到6000米的海底。它的面积较大，一般可以延伸几千平方千米。深海平原的表面光华而平整。有的深海平原向一定方向微微倾斜，有的则有地位的起伏。深海平原上有厚厚的沉积层。沉积层将原来复杂的原始地貌掩盖起来。制造深海平原的沉积物主要来自大陆架，并且被海流沿斜坡向下搬运到地势低洼的地方。深海平原大多位于陆地物质不断供应的地带。

深海平原在世界各大洋中均有分布。大西洋是深海平原分布最多的海洋。因为大西洋的陆源沉积物特别丰富，而且大西洋的边缘没有海沟阻隔，所以为深海平原的形成，提供了最有利的条件。相反的，太平洋因周围有许多海沟，所以太平洋的深海平原就十分少见。仅在太平洋东北部有所分布。

在1947年以前，人们对深海平原的认识还很肤浅，甚至没有深海平原的定义。直到1947年地质学家考察大西洋大洋中脊时，人们才发现了深海平原。1948年，瑞典深海平原考察队对印度洋中的深海平原作了较为详尽的调查，并且绘制了海图。从此，人们陆续考察了各大洋中的深海平原，有关深海平原的研究不断广泛而深入的展开。

海沟

马里亚纳海沟

海沟是大洋底上比相邻海底深2000米以上的狭长的凹陷陡峭两壁，它是海底的深渊。海沟多分布在大洋边缘，而且与大陆边缘相对平行。对于海沟，目前科学家有许多不同的观点。有人认为，水深超过6000米的长形洼地都可以叫做海沟。另一些人则认为真正的海沟应该与火山弧相伴而生。

一般来说，海沟的形状多为弧形或者直线形，长150千米到4500千米，宽40千米到120千米，水深在6000米到11000米之间。海沟的两面峭壁大多是不对称的“V”字型，沟坡上部较缓，而下部则较陡峭。平均坡度为5度到7度。偶尔也会遇到45度以上的斜坡。

海沟主要分布在活动的大陆边缘。世界上最重要的海沟，几乎都聚集在太平洋。世界最深点所在地-玛利亚那海沟，就在太平洋西部。大西洋的波多黎哥海沟和南桑威奇海沟所处位置都是在大洋边缘。

在地质学上，海沟被认为是海洋板块和大陆板块相互作用的结果。密度较大的海洋板块以30度上下的角度插到大陆板块的下面，两个板块相互摩擦，形成长长的“V”字型凹陷地带。另外，科学家还认识到所有的海沟都与地震有关。环太平洋的地震带都发生在海沟附近。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。

黑烟囱

黑烟囱

喷溢海底热泉的出口往往能够形成黑烟囱。由于物理和化学条件的改变，含有多种金属元素的矿物在海底沉淀下来，尤其是喷溢口的周围连续沉淀，不断加高，形成了一种烟囱状的地貌。烟囱高低粗细各不相同，高的可以达到一百多米，矮的也有几米到几十米。烟囱的直径因喷溢口的大小而不同，小烟囱的口一般只有几十厘米，大烟囱的口可以达到几米。喷发剧烈的喷溢口四周的沉积物也多，往往形成了小丘，高度有的高达100多米。其实，在海水冲击的作用下，烟囱的高度很难无限升高。尤其那些长年不活动的喷溢口，烟囱往往经不住海水的冲击而垮塌。

那些冒烟的黑烟囱四周，有种类和数量都十分丰富的海洋生物。一般深海的温度只有0℃，而海底热泉活动频繁的黑烟囱附近水温却高达350℃到400℃。据推算，水深每增加10米，水压就会增大1个大气压，好比在水深4000米的海底，一个成年人身上要承受上百吨的压力。在这样恶劣的环境下，怎么可能还有生物呢？为了解开这个谜，科学家们进行了艰苦卓绝的探索。1980年，日本科学家乘坐考察船在太平洋加拉帕戈斯群岛附近考察，在一个海渊里90℃的热水中，发现了僵死的细菌。科学家们继续下潜探察细菌的来源，在2650米深处，发现了活动力极强的细菌。而这里的水温为250℃，水压为2700万帕斯卡。原来，那些90℃的热水中发现的僵死细菌，是被热水推到水深较浅的水域"冻死"的或者是忍受不了内部的压力“爆炸”而死的。