地中海乾涸而後大西洋的海水又灌進來的時候是怎樣的景象？

11-27

我想知道，兩邊這麼高的高差，當時的海水是像普通大江大河一樣慢慢地流入的，還是以滔滔巨浪衝進地中海的？如果人在當時，能看到怎樣的景象？

如果人類早出現200萬年，也許就可以在神話傳說里牛逼哄哄的記下一筆：老子祖先當年在地中海沙漠里見過真正的大洪水（然後淹死了，好像哪裡不對）。然而這一切並沒有發生。這次也許是最近幾百萬年里規模最大、最精彩的超級洪水，只將它們的魅力（恐怖）展現給了天地玄黃，還有那些從歐洲和非洲遷徙到地中海沙漠里的飛禽走獸。

從上個世紀六七十年代起，以許靖華先生的研究作引子，「地中海曾經乾涸過「這個話題就成為相當一部分地質工作者津津樂道的話題。墨西拿期成鹽事件（Messinian Salinity Crisis）就是對這一場大幹涸的高度概括。在距今725萬-533萬年的墨西拿期（Messinian）中後階段由於非洲板塊與歐亞板塊的逐漸合攏，今日的直布羅陀地區從多島殘餘海抬升成為一個狹長地峽，阻斷了大西洋與地中海的海水交流，地中海從一個局限海徹底轉變為一個鹹水湖。在北緯40度附近的副熱帶高壓和西風帶交替控制下，湖水蒸發的速率遠遠大於周圍河流補給淡水的速率，並最終導致地中海大多數地區乾涸，在海底留下厚厚的石膏、石鹽等蒸發岩。

（上圖紅色為鹽岩，綠色為碳酸鹽岩和硫酸鹽岩。碳酸鹽岩出現在蒸發早期，硫酸鹽次之，鹽岩是最後階段的產物）

這個乾涸階段，大致發生在596萬至533萬年之間。但這個過程並非一次性的——無論是蒸發岩的總量還是深海盆地里發現的多次侵蝕界面，都表明乾涸的過程存在反覆，或者用更精確的描述：存在多個蒸發旋迴。畢竟是63萬年的光陰，且不說構造活動和風化作用對直布羅陀地峽完整性的小幅度破壞（地震、溯源侵蝕、滑坡等），單就從米蘭科維奇旋迴的角度，這個時間長度足以發生多次的大規模氣候冷暖波動，從而直接影響全球海平面的升降和阿爾卑斯山脈冰川的增減，並最終反映在進入地中海盆地總水量的波動上。

但這並不是重點，重點在於墨西拿期結束後的贊克勒期大洪水（Zanclean Flood）。

如果說地質學家們對於墨西拿期成鹽事件的起因和過程尚有著較清晰的認識，那麼對於贊克勒期大洪水的認識，就要相形見絀得多了。

533萬年前，墨西拿期結束。它的地質標誌則是在地中海盆地大範圍的侵蝕界面上，突然覆蓋上了正常海相沉積物。無論是盆地中心從侵蝕面-濱岸帶-淺海-深海的快速變化，還是盆地邊緣特定區域的珊瑚礁快速後退，一場快得令人咋舌的大海侵，用一種激烈的方式宣告了新時代的到來，也終結了直布羅陀地峽的短暫歷史。

這次海侵來勢洶湧，引大西洋之水重新填滿了地中海盆地，一方面對幾十萬年來生活在這一片區域的生物帶來滅頂之災，另一方面也在直布羅陀地峽砍出了一道深深的傷痕。

---------------------

在過去，人們早已粗略的識別出直布羅陀地區存在大規模下切谷，但對下切谷的發育時期存在爭論。

有人說這是墨西拿成鹽期里，海水時不時湧入形成的下切谷，也有人說這是墨西拿期結束後，直布羅陀大洪水留下的地質證據。終於，這場曠日持久的爭論隨著更新的鑽井資料和地震資料畫上了一個可能的句號。

根據前些年在直布羅陀海峽附近採集的地震資料，地質學家們發現了這個巨大的傷口。上圖顯示剖面位置，左邊是下圖的剖面a，右邊是下圖剖面b。上圖紅色疊加層及紅線，顯示了下切谷在平面上的規模。

在剖面b中，可以看到一個規模龐大的U形下切谷。這個下切谷切穿了MES，即Messinian erosional surface，墨西拿階侵蝕面，切入了更深的中新統（墨西拿階只是中新統的最後一個階）地層。這張地震剖面及配合的鑽井資料足以說明，這個下切谷形成於MES形成之後，即為Zanclean期早期沖刷出來的下切谷

在剖面a中，兩個呈V字型的峽谷硬生生的在土黃色基底（前Zanclean地層）中鑿出了一個Tartesos潛山——這是剖面b那個下切谷的上游，峽谷更加陡峭，下切得也更深（250m以上）。下切谷中充填著來源於基底的Betic-Rifean復理石地層的角礫。

-------------------------

到了這裡，我們可以確認這場大洪水存在過，可我們還要確定它的樣子。

下切谷可以理解為古代河道沖刷出來的峽谷（雖然這裡流淌的是海水），它當然可以作為大洪水存在過的地質證據，但這場洪水到底是什麼樣子卻還需要一些其他的資料。比如，地形坡度，從大西洋海底到地中海盆地西部的地形坡度。。

一道這麼長的下切谷，它的坡度是多少呢？

在這篇論文的補充材料中，一張地震剖面回答了這個疑問。

（第一張剖面位置圖的Supplementary fig.2剖面）

在這張剖面上，可以測得傾斜度約為2%，在文中作者則將平均坡度描述為1%至4%——最大2.23度——2%的傾斜度，配合上55公里的剖面長度，可以產生1100m的高差。考慮到這只是平均數，一些大小不一的上下浮動我們就忽略了。

所以，贊克勒大洪水可能並不是很多人想像中，無數個尼亞加拉大瀑布的集合，從大西洋一步跌入1000多米深的地中海盆地，像這樣——

而更像是一條濁浪翻飛的激流。

嗯，可能會比較眼熟，比如把這個樣子放大個十倍百倍——

峽谷地形，get

一定的坡度，平均2.23度，get

沖刷兩岸地層，將大量岩石碎塊沖刷下來，在激流中磨碎成為角礫和砂石，get

唯一的不同可能在於，這水是鹹的！！！

我知道，想看超級大瀑布的童鞋們需要冷靜一下，呵呵~~

（怪我咯？）

-------------

最後一個問題：海水填滿地中海盆地用了多久？

還是這篇論文里，作者推算的結論是：最快可能只用了幾個月，最慢兩三年。日漲水率最大可能為10米/日。

Though it started as a trickle that may have lasted several thousand years, as much as 90% of the incoming water was transferred in less than two years. Such an abrupt flood may have involved peak rates of sea level rise of more than 10 metres a day.

（Taken at the flood，編輯的總結詞）

對此，我只想說，我靠。

=============

參考文獻：Garcia-Castellanos D, Estrada F, Jiménez-Munt I, et al. Catastrophic flood of the Mediterranean after the Messinian salinity crisis[J]. Nature, 2009, 462(7274): 778-781.

=============

我們來想像這樣的場景：

533萬年的直布羅陀地峽，西邊是煙波浩渺的大西洋，東邊是一望無際的虛空。山勢緩緩延伸，無邊無際，看不到底。稀稀拉拉的植被點綴在山石之間，幾條溪流叮咚作響流向遠方。遙遠的東方，似乎浮現出一些海市蜃樓的影子？

突然有一天，原本潺潺的溪流變得白浪滔天。也許是一場地震？也許是剛剛下過的暴雨？這樣的場景以前也發生過，總是很快就會停。

可這一次不知怎麼的，洪流不僅絲毫沒有減弱的跡象，反而越來越大。濁浪發出巨大的咆哮聲，山石震顫著跌進水中。原本白色的洪流，已經變成渾濁的黃色。這山體的岩石本就不太堅實，復理石建造這種泥岩為主夾點砂岩的地層，在愈來愈大的洪水面前不斷崩塌。

飛鳥驚了，它們嘰喳亂叫著從枝頭略過；走獸懼了，它們盲目的四散奔逃，但總是有逃避不及跌入洪流的。一排排的樹木/一叢叢的灌木/一株株的仙人柱/一團團的野草（whatever……）倒進洪水沖刷出的山谷，消逝不見……

沒人能夠想到，這場洪水竟然沒有盡頭。幾個月過去了，原本的小溪流竟已變成一條寬闊的峽谷。飛禽走獸驚慌逃命的動靜早已遠去，取代的是時不時躍出水面的魚。它們似乎在努力對抗巨大的水流，怎奈最終還是敵不過自然的偉力。西邊，大西洋依舊如常；東邊，一個看不到頭的峽谷一路延伸。

一年之後，一個寬闊的海峽橫亘在天地之間。西邊，大西洋海水翻滾著湧入海峽；東邊，一個巨大的湖泊眼見著已經漲到了半山腰。天知道這個幾乎在一瞬間形成的湖泊淹沒了多少生命。水依然在流淌，但流速已經明顯弱了下來。兩邊水的位齊平，只是一個時間問題。

這就是直布羅陀地峽的故事。感謝閱讀。

【轉載請私信聯繫付費事宜】

瀉雲舞君（或者姑娘。。）葯

海水倒灌，說的就像這個圖裡畫的？大西洋海平面高於地中海，如圖：

但是，地質歷史，是以百萬年為基本單位的，地質演化是地質事件（具有瞬時性）和常規地質演化（緩慢）的結合。

大西洋海水倒灌，也是如此，在沒有形成巨大傾瀉口之前，海水倒灌很有可能是以這樣的兩種形式共同存在：

1.受到巨型海洋事件（如颶風、海嘯）的影響，大量海水瞬時湧入。

這樣的事件放至百萬年的時間單位內，其實是很頻繁發生的，沉積學中的事件沉積即是如此。

這樣可以不間斷的為地中海注入海水。

2.海平面緩慢上升，逐漸形成沖刷流入通道，海水灌入地中海區域。

直到海平面持平前，海水都會不停灌入。

海平面緩慢下降，或地表出現上升，流入通道被堵截，海水停止倒灌。

在這期間，事件作用、降雨將是內部海水的補充，但蒸發量大於補給量，最終形成鹽層。

下一次海水進入前，鹽層埋入地下形成地層，新一輪的海水沉積物在其上繼續沉積。

當發生最終形成直布羅陀傾瀉口時（即形成現代的海峽），很可能是發生了一次大型的構造活動--地震等，發生海水倒灌。

直布羅陀海峽的位置，是亞歐板塊和非洲板塊的邊界，屬於亞速爾-直布羅陀轉換斷層，也稱為亞速爾-直布羅陀斷層區 (AGFZ), 本來就非常容易發生大型構造活動。

現代的直布羅陀海峽很深，除非有大的地表隆升，短期內我們是無緣海水阻隔-形成鹽層-再次倒灌了。

形成巨型的傾斜口，也就是直布羅陀海峽後，海平面便較為一致了。

圖自：Tsunamis, Appendix A, Tectonics of the Azores-Gibraltar fault zone

Solent Geology - Introduction - Ian West.Solent Geology - Introduction - Ian West.等。

答主沒意識到地質學是以萬年計算的嘛？60萬年的時間在題主口中怎麼變成瞬間了。

就想問問題圖是哪本書？

考慮到地質構造，不可能是突然灌入，也不可能只有一個缺口，加上降水等等，最後形成。

不好意思由於工作經常加班，這個問題拖了一天多才回答，謝謝題主給這個機會。
—————————————————————————
大西洋和地中海之間是連通的，不過表層海水由大西洋流向地中海，就流量大小而言還遠遠達不到題主所說的倒灌。深層海水則是地中海流向大西洋，是一種密度流，二戰的時候德國潛艇就成功地利用地中海密度流多次對盟軍發動突襲。

———————————分割線——————————

按板塊構造運動的觀點來看，地中海目前是處於關閉的過程中，而後會逐漸隆升為高大的山系，所以地中海乾涸之後大西洋再倒灌進來這樣的事情基本不可能發生。與之毗鄰的紅海則是正在擴展為新生的大洋。板塊構造學說中有個威爾遜旋迴，是描述大洋與山脈之間相互轉化的一個過程，並且很有意思的是，這6個過程在現今地球上都可以找到對應物，按順序分別是:胚胎期（東非大裂谷），幼年期（紅海），成年期（大西洋），衰退期（太平洋），終了期（地中海），遺迹期（阿爾卑斯山系）。
好，回歸正題說一說大西洋倒灌地中海的事情，之前看到有答主說到大西洋海平面高於地中海的現象，在此嘗試做一解答，其實全球海平面並不是我們想像中那樣處於同一個數值，由於地球是一個不均衡的球體，其表面各處重力存在一定差異，對海水的引力不同，而致使水球的表面張力發生變化。還有一個大家可能不是很熟悉的概念叫做地幔柱，地幔柱是地球表層之下古登堡界面處的物質在地核高溫作用下加熱，然後向地幔頂部導流的一個現象。地幔柱可分為兩大類，分別是熱地幔柱和冷地幔柱，熱地幔柱的密度要小於冷地幔柱，有說法說在太平洋北部和南部分別存在一個熱地幔柱和冷地幔柱，導致南北太平洋洋面差異。信風、熱力差異等導致大洋洋面異常的原因不再多說。大西洋洋面高於地中海除了與地理因素有關外，還可能與上述原因有一定關聯。大西洋洋面高於地中海，但為什麼沒有倒灌地中海呢？主要還是由於引力及水的表面張力的作用。
假如說大西洋倒灌地中海，我們先從地中海與大西洋的結合部說起，即直布羅陀海峽，其寬度很窄，最窄處僅有13公里，是大西洋進入地中海的必經之路，由於地中海表層海水與深層海水流向相反，不可避免的會使海水在此處發生較大規模的紊流，引發大規模的渦旋。當然這是後發效應，前出的海水早已沖入地中海內部。引發大規模的海嘯和涌浪，沿岸地區的小國家不可避免地要被淹沒。接下來的估計很好想像了。
（這些只是個人的一些想法，歡迎指正）

高中地理突然少了好多考點！

看過一個紀錄片描述過這景象，但記不起名字了……百度了下，說是BBC的《與恐龍同行》系列，可以找來看看