撰文/刘锐
关于地震,各国都有不同的传说(点击可回顾:“震”科普 | 世界各国关于地震的传说!)而在日本的民间传说中,地震是因为鲶鱼翻身而引起的, 1592年丰臣秀吉修建伏见城时,甚至下达了“建一座能够耐得住鲶鱼引发的地震的城”这样的指令,因此衍生出了 “鲶绘”这个词,也是浮世绘中常见的题材之一。
无独有偶,许多地方与地震相关神话传说都是动物引起的,比如,北欧神话中,有一条名为尘世巨蟒(也称“耶梦加得”)的巨大的蛇。据说这条蛇非常巨大,可以达到盘踞地球一圈蛇头衔蛇尾的长度,北欧神话中有这样一句描述:“尘世巨蟒耶梦加得伏在海底,环绕世界”。
但其实我们都知道,隆起于洋底中部,并贯穿整个世界大洋的其实是大洋中脊,而不是一条蛇。
大洋中脊也称“中央海岭”,它是地球上最大、最长、最年轻的山系。这条洋底山系在太平洋、大西洋、印度洋连续延伸,并展入北冰洋,成为环球山系,总长度约80000千米,总面积约占洋底的32.8%。大洋中脊顶部的水深约2000~3000米,高出两侧洋盆约1000~3000米,有些高起处可突露海面成为岛屿。大洋中脊是全球最宏大的构造单元,像地球的巨大伤疤深深地隐藏在海洋深处。
大洋中脊在各大洋的分布:南合北分
“偏居东隅”的太平洋洋中脊
太平洋洋中脊的位置偏东,两坡平缓,一般称为“东太平洋海隆”,横贯于太平洋的东部和南部,自加利福尼亚湾向北,没入北美西部大陆之下。东太平洋海隆大多分布在1000~4000米的水深范围内,顶部比大洋盆地底部高出1000~2500米,宽度可达2000~4000千米。海隆的边坡平缓,只有0.001%~0.002%,并逐渐过渡到近乎平坦的洋底。
“随弯就弯”的大西洋洋中脊
(但是这张图真的很像一条巨大的蛇)
整个大西洋正中部位纵贯着一条洋中脊,轮廓与大西洋两岸平行,也是“S”形弯曲,其两坡较陡。从冰岛至非洲以南的布维岛,全长约17000千米,宽约1000~2000千米。在北纬30º和南纬30º附近分别是中脊最宽的地方,从北纬30º向北、南纬30º向南以及其间,洋中脊都渐趋缩窄。中脊顶部平均水深约2000米,有许多地方中脊比两侧洋盆高近3000米。
大西洋洋中脊在北大西洋出露为系列火山岛——冰岛,谱写出壮丽的“冰与火之歌”
“兵分三路”的印度洋洋中脊
印度洋中脊也大体位于大洋中部,整个中脊分成三枝,成为“人”字形,被一系列断裂带错开。北支(中印度洋海岭)北段呈西北-东南走向,伸入亚丁湾后分成两支分别与红海、东非裂谷相延续;西南支被称作“西印度洋海岭”,地形也很崎岖;东南支延至阿姆斯特丹岛以东。
全球海底地形图,最左侧的是“S”形的大西洋洋中脊,中间的是“人”字形的印度洋洋中脊,最右侧是太平洋洋中脊。三大洋的中脊在南端相连。
三大洋的中脊在南端相连——东太平洋海隆南部向西南绕行,在澳大利亚以南与印度洋中脊的东南支相接;印度洋中脊的西南支绕行于非洲以南与大西洋中脊的南端相接。而且,三大洋中脊的北端伸展入大陆。东太平洋海隆北端伸入加利福尼亚湾,潜没于北美洲大陆之下;印度洋中脊北支展入亚丁湾、红海,与东非裂谷相接;大西洋中脊北支经冰岛向北进入北冰洋,从罗蒙诺索夫海岭与欧亚大陆之间的南森海盆通过,并在勒拿河河口附近伸向西伯利亚。
中脊的构造:纵横捭阖
纵向上
洋底地壳可分为
三个主要层次:第一层,沉积层;第二层,火山岩层;第三层,玄武岩层
。中央裂谷有许多张性裂隙。中脊顶部附近大多基岩裸露,少量沉积层主要充填于一些不大的洼地中,以碳酸盐沉积为主,尚有基岩构造破碎或水下剥蚀的产物,有些地方出现重金属软泥。沉积层以下为火山岩层,往往呈现为地堑和地垒交替的块状构造。
横向上
大洋中脊被一系列横向断裂带所切割,断裂带之间相互平行,其间距约
50~300千米
,这不是一般的平移断层,而是自中脊轴部向两侧的 海底扩张所引起的一种特殊断层,即转换断层。它的错动方向也就是海底扩张或板块运动的方向。
中脊区地形地貌图
在大西洋中央裂谷带下,缺失洋壳玄武岩层,火山岩层直接覆盖在异常地幔上,有些地方火山岩层变厚,中脊轴部的地壳总厚度明显表薄,洋中脊沿走向呈波状起伏,高度变化的幅度为数百至千余米。除北端外,整个大西洋中脊轴部都出现明显的裂谷,宽数十至百余千米,从两侧脊顶到谷底的高差可达一、二千米。中脊顶部很少甚至没有沉积物覆盖。中脊被一系列横向大断裂(转换断层)所切割,北大西洋断裂带走向多呈北西西方向,南大洋的断裂带多呈北东东方向,位于两者之间赤道大西洋的维玛断裂则近东西走向延伸。
东太平洋海隆轴部地壳结构属于另一种类型,洋壳玄武岩层连续越过海隆,但厚度减薄至3千米左右,覆盖于异常地幔上,整个地壳厚度也有减薄,莫霍面向上抬升。海隆顶部一般未出现显著裂谷,但平行于隆顶方向却有许多低矮的海脊和海槽。海隆顶部火山岩之上很少有沉积物覆盖。脊槽地形的切割幅度在斜坡中部较大,在顶部和麓部减小。
整个印度洋中脊多呈平行于轴向相间排列的海脊和海槽,地形崎岖,许多段落出现中央裂谷。印度洋中脊的地壳结构有的段落属于大西洋中脊型,有些段落则类似于东太平洋海隆类型。
洋中脊的地球物理特征:海底扩张的有力证据
重力
中脊的重力异常与两侧洋盆区近于相等,一般是+20-+40毫伽,缺乏明显的均衡异常,表明中脊大体上处于地壳均衡状态。中脊轴部的布格异常约+130-+200毫伽,明显地低于两侧洋盆,反映在中脊轴部以下必定存在着低密度的层次。这种密度亏损抵消了正向的中脊地形所引起的多余质量,从而使这里保持近于均衡的状态。与大陆褶皱山系不同,大洋中脊的均衡调整作用不是通过地壳加厚实现的,而是由壳下低密度的异常上地幔所补偿的,高温膨胀的地幔物质相当于局部熔融的软流圈层。这表明大洋中脊确是热地幔物质上涌的地方,中脊轴部是板块的扩张中心。
磁场
除 印度洋中脊西南支外,各大洋中脊均有磁异常条带分布。海底条带状磁异常的强度一般是数百伽玛,在大洋中脊轴部强度较大,至两翼强度减小。磁异常带大体平行于中脊轴延展,正异常和负异常相间排列,对称分布于中脊轴的两侧。
地震
大洋中脊地震带十分狭窄,其宽度多不超过数十千米,纵贯于各大洋成为统一的地震带,且与环太平洋地震带、阿尔卑斯—喜玛拉雅地震带相接。中脊上的地震全是浅源地震,主要分布在轴部以及横断中脊的断裂带上,以正断层型为主。
热流
大洋中脊的热流值较高,主要集中在约
200~500千米
宽的中脊顶部地带。热流值从中脊顶部有向两翼递减的趋势:中脊轴部是熔融地幔物质上涌形成新洋底的地方,地表数千米以下便是炽热的软流圈,这里的地温梯度很大,从而热流值也很高;愈向两翼,随着岩石圈年龄变老,逐渐冷却,地温梯度和热流值均渐渐减小。
结 语
大洋中脊虽然隐身于洋底,但却是地球深部物质不断上涌的出口,它永远是年轻的、生长的、活动的。它是海底扩张和板块运动在地球表面留下的最直观、最壮观的痕迹,也是我们这个星球周而复始、循环往复、生生不息的证明。
本文转载自:地震三点通