姿態萬千的海底地形

時至今日，我們已經具備了高精密的海底聲吶、地磁地電、重力等探測技術，高質量的海底抓鬥、拖網、鑽探等採樣技術，以及覆蓋全球的衛星遙感測繪系統，人類對海底的認識已經取得了長足的進步。但即便如此，深海海底仍然存在著大量的未知之謎。全球海底地形概況

洋底的地貌，主要包括海洋和陸地之間的陸架和陸坡，由地球板塊構造和火山活動建造的大洋中脊系統、俯衝海溝、島弧和大洋島嶼、海底火山，以及由生物成因和陸源碎屑物質等沉積物覆蓋其上而形成的深海扇和堆積體等。除了這些千米、百米級別的大規模的地形構造之外，還有更多小尺度的微結構和地形變化。此外，生物活動（例如珊瑚礁等）也增添了海底地形的複雜性。

↑↑全球海底地形圖。在海底，有著壯觀雄偉的大洋中脊系統。在這些洋中脊中，擴張速率最快的標為紅色，其次為粉紅，最慢的為藍色。

大洋邊緣靠近陸地的區域是「海」（或叫邊緣海），比如我們中國的黃海、南海。大洋海底是由玄武岩構成的大洋地殼，且水深往往達到數千米；而邊緣海的海底則是陸架和陸坡，一般水深也只有幾十米到上千米。大陸上的河流不斷地向海洋輸送著碎屑顆粒物以及各種溶解的營養物質，在邊緣海中，會有大量的陸源沉積物和上層海水生物形成的生源沉積物向海底沉降積聚。因此，邊緣海的海底地形是由沉積作用主控的，例如河口的三角洲、沙質堆積體以及海底沉積扇等。這些海底地貌具有相當複雜的形態特徵和變化，有時由於強烈水流的沖刷會形成海底溝壑，有時又由於沉積物的大量堆積而形成類似山包的堆積體或由河口向外輻射開的扇狀的深海扇。

↑↑南海

在海底地形中，最為雄偉的要數大洋中脊系統。它長達數千公里，寬數百公里，連綿縱橫於大西洋、太平洋、印度洋和南大洋注的深海之下。大西洋的洋中脊位於洋盆的中央，與兩岸的陸地相平行；印度洋的洋中脊是三岔狀，呈「入」字型；太平洋的洋中脊的位置偏東，更靠近美洲大陸，因此也常被稱為東太平洋海隆；在南大洋和北冰洋，也都有著洋中脊。因此可以說，大洋中脊系統環繞了整個地球。大洋中脊的高度一般都在2000～4000米。如果將海水抽干，那麼大洋中脊將是地球表面最顯著的地表特徵，它比所有陸地山脈都要氣勢磅礴，雄偉的喜馬拉雅山脈或者安第斯山脈也一樣會相形見絀。

在活動板塊邊緣（主要包括環太平洋周邊以及印度洋東北部的印度尼西亞岸外），是海底乃至地球表面最深的地形—海溝。西太平洋的馬里亞納海溝是地球表面的最低點，最深處達到海平面以下約10911±40米。這些深不可測的海溝，環繞太平洋與亞洲和美洲的周緣，沿著這一圈海溝也發育著世界上最長的一圈火山鏈，以及冠于海溝之上的弧狀島嶼系列—島弧。因此，海溝和火山島弧組成了海洋中垂向高差最顯著的地貌特徵。除此之外，海溝和島弧系也是地震頻發的地帶，近年來一系列的超強地震（包括印尼大地震、東日本大地震和智利大地震）無不與這些俯衝海溝-島弧系有關。

此外，海洋中還有很多位於洋盆腹地的海底火山，常被稱為洋島火山，其中最著名的莫過於夏威夷-皇帝海山鏈（Hawaiian–Emperor seamount chain），它綿延幾千公里，包括80多座已經鑒別出來的海底火山。有些海底火山高到足以冒出海平面，就成為了火山島，而更多的海底火山只能默默地存在於海底之下。另外還有一些火山，曾經高出海平面，但後來由於海浪剝蝕、火山死亡或者構造運動等各種原因而重新沉降到海平面以下，成為了海底平頂山。各種類型的海底火山廣泛地分布在大洋盆地當中，而大洋中的幾乎所有島嶼都是由海底火山噴發而成的。這裡有著地球表面最大的垂向高度，如果從海底開始算起，「拔海底而起」的夏威夷諸島的高度幾乎都大於10000米，可以輕鬆蓋過陸地第一高峰珠穆朗瑪峰。

↑↑夏威夷群島

↑↑海底火山爆發。事發太平洋島國湯加海域。

在水比較淺的地方（如陸地或海島的周邊），由於底棲固著生活的生物大量生長，會形成各種形態的礁體。其中，出露到水面附近、能夠直接看到的稱為明礁，暗藏在水下的則是暗礁。這些礁體的建造者主要是珊瑚，另外海葵、貝類等生物也會參與其中。一座珊瑚礁一旦建成，會吸引各種各樣的生物前來棲居，並共同營造出一座生物多樣性極為豐富的生態系統。自20世紀七八十年代以來，人類發現在幾千米深的深海中，也有著由生物建造起來的複雜生態系統—海底熱液噴口。所謂熱液噴口，是由滲入地殼的海水被岩石圈深部的地熱加熱又上涌迴流而形成的。這些海水先是在深部溶解了岩石圈中的物質，在迴流時又由於溫度和壓力驟降，被溶解的物質析出而逐漸堆成了一座座高可達上百米的圓錐狀物體，其頂部往往還在不斷向外噴涌著熱液，因其顏色不同，也被形象地叫做黑煙囪或者白煙囪。熱液噴口的周圍，同樣棲居著多樣的生物。這些生物生活在暗無天日的深海，它們的能量來自於熱液中蘊含的化學能，因此它們的代謝系統也就完全迥異於「萬物生長靠太陽」的地球表面的所有生物。與此相似，在甲烷水合物富集區，也存在著一種被稱為「冷泉」的海底向海水的流體出口，也有很多營化學能生活的生物棲居在冷泉的周圍。它們在我們難以企及的海洋深部默默地生活，並改造出了多樣的海底地形。

↑↑熱液從洋底噴出，狀如黑煙湧入海水，熱液中溶解的離子凝結沉澱建造出煙囪體。

板塊構造理論認為，是地球深部的岩石的環流活動，造成了地表的各種地形構造。由於極高的壓力，地幔中的岩石是幾乎處於液態的流體，且它們處於持續的對流運動當中。大洋中脊以及大陸裂谷（如東非大裂谷），可以理解為是地幔岩石的活動在地殼上「撕裂」開的開口，因此大洋中脊就是地球表面地殼最薄的位置。地幔物質通過洋中脊不斷上涌造成了洋中脊的高山，同時也推動著洋中脊左右兩側的新生洋殼向外運動，驅使整個洋殼向大陸方向運動。

除了洋中脊，地殼上一些比較脆弱的地方，或者是其下地幔活動異常強烈的地方，也會有地幔物質的上涌，這些地方被稱為「熱點」。許多的洋島火山，比如夏威夷-皇帝海山鏈，就是最典型的由熱點造就的一系列火山鏈。洋殼在不斷地由洋中脊向大陸移動，而熱點的位置則相對穩定，因而就會在洋殼上打下一連串的印記，這就是熱點火山島鏈的形成原因。

↑↑夏威夷火山

大洋地殼在洋中脊的推動下向陸地移動，那在海洋和陸地的邊界上怎麼辦呢？難道大陸地殼和大洋地殼會擠在一起堆積成山么?

這個猜測只對了一半。洋殼的物質除了會和大陸地殼碰撞造山以外，有更大一部分會向大陸之下俯衝進入地幔，重新進入地幔物質循環。洋殼向地殼的俯衝就會建造出俯衝海溝。但是，為什麼只有太平洋的周圍和印度洋的東北部是俯衝海溝，而大西洋和環南極的南大洋的邊緣卻沒有俯衝海溝呢？原來，這是由洋盆的年齡決定的。大西洋的洋盆年齡較輕，太平洋的洋盆年齡較老，因此大西洋周圍的海陸邊界上只有洋殼-陸殼的碰撞造山運動，而太平洋周圍則形成的是俯衝海溝和島弧系列。

地球上的海陸變遷一直在持續發生著。曾經有過超級大陸，也就是現在我們的所有大陸都擠在一起；也有過超級大洋，也就是所有的洋盆也都連在一起。大陸和大洋之間分分合合，其動力來源就是地幔的對流運動，表現在上地幔到地殼上的，就是板塊構造運動。地球內部運動過程造成的結果反映在地表之上，則是我們看到的山脈、平原、洋脊、海溝等等地貌。

陸地地貌的建成，也是如此。板塊之間相對運動，最終會使其中一些板塊完全沉沒到地幔中去，而板塊相互碰撞的過程，就是所謂的「造山運動」。例如中生代時的一個大洋「古特提斯洋」，在當時橫亘於北邊的勞亞古陸（由現在的歐亞板塊和北美洲板塊一起組成）與南邊的岡瓦納古陸（由現在的南美洲、非洲、澳大利亞、南極洲以及印度次大陸一起組成）之間。由於超級陸塊的裂解，印度、非洲、澳大利亞分別向北和向西運動，古特提斯洋逐漸被吞沒消亡，遺迹都湮沒在了自喜馬拉雅到中東的這一條山系當中，僅有的一點點殘餘，就是地中海。（2014年7期 撰文/黨皓文）

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