不斷奔流的山川湖泊,還有雨季帶來的水土流失,這些天然水流中都會(huì)攜帶一些地表中的固體顆粒以及大量泥沙,最后都將會(huì)流入大海。
那么每年流入大海中的泥沙有多少呢?
對此,科學(xué)家們根據(jù)大大小小的河流搬運(yùn)的泥沙量進(jìn)行了推測,按照搬運(yùn)泥沙的狀態(tài)來說,全世界的川流混濁搬運(yùn)的泥沙大約135億噸(我國的黃河每年就有12億噸泥沙流入大海),再加上河床及洪水搬運(yùn)的泥沙在10至20億噸區(qū)間。
因此,全世界每年流入大海的泥沙可以預(yù)估為大約150億噸。地球已經(jīng)存在了46億年,可想而知流入海底的泥沙該是多么驚人的數(shù)量。
如此巨大的泥沙量流入海底卻悄無聲息,究竟去哪了呢?
這個(gè)問題,要從大陸與海洋的關(guān)系說起。1912年德國氣象學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家魏格納在看地圖的時(shí)候發(fā)現(xiàn),大西洋兩岸的海岸線輪廓非常吻合,于是他搜集了地質(zhì)、生物、氣象等各方面的資料,得出了一個(gè)驚人的結(jié)論。
那就是很久之前的地球是一塊超級大陸,這塊大陸后來發(fā)生了分裂,形成了一塊塊的新大陸,這些大陸后來經(jīng)過漂移,形成了我們今天所看到的大陸,這就是“大陸漂移學(xué)說”。
大陸漂移學(xué)說的發(fā)現(xiàn)是驚人,科學(xué)家們也根據(jù)這個(gè)學(xué)說,開始研究導(dǎo)致大陸發(fā)生漂移的動(dòng)力是什么。
1872年科學(xué)家們利用測深錘,發(fā)現(xiàn)了大西洋中部有一條巨大的隆起的山脈。隨后在1925到1927 年中,德國“流星”號的科學(xué)家們在考察期間,再次測深確認(rèn)了這條山脈的存在,這便是從北冰洋一路南下將要到達(dá)南極洲的“大西洋中脊”。
這條海底山脈縱貫?zāi)媳背蔛形狀延伸,總長度75000公里,這個(gè)長度把地球一分為二,也是地球上最長的山脈??茖W(xué)家們還發(fā)現(xiàn)海底山脈周圍的巖石層,比陸地巖石年輕很多,海底的沉積物很薄,火山也很少。這表明,不同于海洋悠久的歷史,海底卻很年輕。
接下來的幾十年,科學(xué)家們又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)印度洋中脊和太平洋中脊。隨著探測技術(shù)的不斷更新,20世紀(jì)50年代,人們已經(jīng)確定每個(gè)大洋的海底都有山脈,這些山脈組成了巨大的海底山脈系統(tǒng)。
大洋中脊的發(fā)現(xiàn)讓科學(xué)家們重新重視魏格納的“大陸漂移學(xué)說”,它的發(fā)現(xiàn)讓我們對地球認(rèn)知邁出了重要的一大步,也誕生了后來的“海底擴(kuò)張學(xué)說”,并進(jìn)一步發(fā)展成為我們今天所熟知的板塊運(yùn)動(dòng)理論。
1960年前后,美國科學(xué)家赫斯迪茨提出了“海底擴(kuò)張學(xué)說”,這一學(xué)說進(jìn)一步說明了板塊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。海底擴(kuò)張學(xué)說認(rèn)為,地幔物質(zhì)的對流是板塊運(yùn)動(dòng)的主要驅(qū)動(dòng)力。地球從外部到核心可以分為地殼、地幔、地核,在地??拷貧さ奈恢么嬖趲r漿。
地幔內(nèi)存在著熱對流,地幔頂部的巖熔巖物質(zhì),形成高溫上升流,在大洋中脊隆起、上升并涌出,遇到海水凝固,形成新的地殼,將原先存在的大洋地殼不斷向外推移,使整個(gè)海底不斷自大洋中脊向兩側(cè)擴(kuò)張。不斷擴(kuò)張的大洋地殼與大陸地殼相遇時(shí),位置較低的大洋地殼會(huì)在撞擊的過程中,向下俯沖到大陸地殼下方的地幔中,形成海溝和海岸山脈。
貼近地殼的地面常與地殼合稱為巖石圈,而板塊運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)使上面的巖石圈緩緩移動(dòng),這就是大陸漂移運(yùn)動(dòng)。大陸之間的漂移,造成了彼此分離和碰撞從而形成了山脈和裂谷,比如喜馬拉雅山脈和東非大裂谷。其中喜馬拉雅山脈位于青藏高原的南部,是我國西藏與印度、尼迫爾、巴基斯坦等國的交界處。這處天然屏障便是由于印澳板塊與歐亞大陸板塊的碰撞形成。
根據(jù)測量,印度板塊仍在以每年大于5厘米的速度北移,這使得喜馬拉雅山脈還在不斷上升。其主峰是珠穆朗瑪峰,現(xiàn)海拔為8844.43米,最新的測定數(shù)據(jù)也表明珠穆朗瑪峰每年增高大約1厘米。這個(gè)實(shí)際數(shù)據(jù)也證實(shí)了大陸與海洋在不斷地運(yùn)動(dòng)中。
地幔物質(zhì)從大洋中脊涌出,與陸地相撞時(shí)又俯沖下沉,然后又熔融于地幔中,形成了循環(huán),達(dá)到了一個(gè)新生與消亡的消長平衡。
在這一過程中,泥沙——作為沉積的土體、礦物巖石等物質(zhì)的固體顆粒,便也隨著海底板塊的運(yùn)動(dòng)融于地幔中,或是成為新的地殼,或是成為海底山脈的一部分,不斷地周而復(fù)始。
所以匯入海底的泥沙并沒有消失,而是加入到板塊運(yùn)動(dòng)中,成為海底“新陳代謝”的一部分。那條被發(fā)現(xiàn)的海底山脈,也成為大陸與海洋運(yùn)動(dòng)的核心,讓大自然的一切得以循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。
海底擴(kuò)張學(xué)說是大陸漂移學(xué)說的進(jìn)一步形式的解釋,也是板塊構(gòu)造學(xué)說的重要理論支柱。板塊構(gòu)造學(xué)說把海底擴(kuò)張學(xué)說、大陸漂移、地震與火山活動(dòng)等地質(zhì)現(xiàn)象納入一個(gè)統(tǒng)一的理論體系之中,用統(tǒng)一的動(dòng)力學(xué)模式解釋全球構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過程及其相互關(guān)系,解釋了地球生命活動(dòng)的眾多現(xiàn)象,也讓我們對地球演化和自然資源的開發(fā)有著更深入的認(rèn)識。
板塊構(gòu)造學(xué)說是綜合許多學(xué)科的研究成果,建立起來的大地構(gòu)造學(xué)說,目前雖然解釋了多種大陸板塊與活動(dòng)的情況,但是板塊內(nèi)部的演化過程仍然是一個(gè)難題,對于大陸巖石層的年齡可以檢測出超過30億年甚至超過40億年。
而海底大洋殼上的巖石層年齡卻只有2億年,這種復(fù)雜的巖漿活動(dòng)和變質(zhì)作用,難以用更信服的說法或是實(shí)驗(yàn)證明,對于這個(gè),科學(xué)仍在不斷探索研究中。
2021年11月,板塊構(gòu)造學(xué)說有了新的研究證據(jù)。位于武漢中國地質(zhì)大學(xué)的地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,發(fā)表了最新科研成果,將板塊構(gòu)造學(xué)說大規(guī)模實(shí)證推至27億年前。這項(xiàng)成果是由板塊構(gòu)造領(lǐng)域,國際知名專家蒂姆教授帶隊(duì)發(fā)現(xiàn)的,是以我國華北地區(qū)中部造山帶為研究對象,為地球早期(太古宙)存在大規(guī)模水平板塊構(gòu)造提供最直接證據(jù)。
板塊構(gòu)造理論的建立有著眾多的科學(xué)依據(jù)和測量數(shù)據(jù),其科學(xué)基礎(chǔ)是堅(jiān)實(shí)而深厚的。我們也相信隨著科學(xué)探測方式的不斷更新?lián)Q代,更多更廣的研究領(lǐng)域會(huì)被人類發(fā)現(xiàn)和開拓。
參考資料:
[1]板塊構(gòu)造學(xué)說是怎樣誕生的?[J]. 關(guān)世橋. 地球. 2005(06)
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