洋盆

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海底並不像海面那樣善變,一會兒是風平浪靜,一會兒是狂浪滔天。海底的變化漫長而深刻。在海洋的底部有許多低平的地帶,周圍是相對高一些的海底山脈,這種類似陸地上盆地的構造叫做海盆或者洋盆。它是大洋底的主體部分。深海鑽探技術有了很大的提高,通過深海鑽探可以揭示海底沉積物的類型和變化。實際鑽探的結果顯示,世界各大洋洋底的地殼都很年輕,一般不超過1.6億年。實際上,海洋的年齡是在距今18億年前形成的。世界上的大洋如此古老,為什麽大洋洋盆的盆底卻如此年輕呢?這個問題一直困擾著人們。直到大陸漂移說再次盛行。大陸漂移說的創始人魏格納認為:"2億年前曾經存在一塊連在一起的古大陸,在古大陸的周圍存在著一個泛大洋,後來古大陸分裂成幾個大碎塊,並且各自漂移到地球上大陸的位置。如今的太平洋比古代的泛大洋已經縮小了很多。" 科學家在解釋古老的大洋、年輕的洋盆時,告訴我們:大洋的盆底從中間裂開,在裂開處炙熱的岩漿從地殼下涌出,遇到海水就立即被降溫,立刻形成岩石。裂口處不斷涌出岩漿,將新的地層把先前生成的岩石地層向周圍擠壓推移,經過上億年的演變就形成了這種海底年齡周邊岩石的年齡最大,而洋底岩石的年齡最小的情況。其實,這個地殼演變過程從地球誕生起就從未停息過。在漫長的地質年代裏,那些塌陷的部分,就形成了大大小小的海盆。

  • 中文名稱
    洋盆
  • 定    義
    類似陸地上盆地的構造
  • 探究仰仗
    深海鑽探技術
  • 年    代
    一般不超過1.6億年
  • 地    位
    大洋底的主體部分
  • 演變時間
    從地球誕生起就從未停息過

海底並不像海面那樣善變,一會兒是風平浪靜,一會兒是狂浪滔天。海底的變化漫長而深刻。在海洋的底部有許多低平的地帶,周圍是相對高一些的海底山脈,這種類似陸地上盆地的構造叫做海盆或者洋盆。它是大洋底的主體部分。深海鑽探技術有了很大的提高,通過深海鑽探可以揭示海底沉積物的類型和變化。實際鑽探的結果顯示,世界各大洋洋底的地殼都很年輕,一般不超過1.6億年。實際上,海洋的年齡是在距今18億年前形成的。世界上的大洋如此古老,為什麽大洋洋盆的盆底卻如此年輕呢?這個問題一直困擾著人們。直到大陸漂移說再次盛行。大陸漂移說的創始人魏格納認為:"2億年前曾經存在一塊連在一起的古大陸,在古大陸的周圍存在著一個泛大洋,後來古大陸分裂成幾個大碎塊,並且各自漂移到地球上大陸的位置。如今的太平洋比古代的泛大洋已經縮小了很多。" 科學家在解釋古老的大洋、年輕的洋盆時,告訴我們:大洋的盆底從中間裂開,在裂開處炙熱的岩漿從地殼下涌出,遇到海水就立即被降溫,立刻形成岩石。裂口處不斷涌出岩漿,將新的地層把先前生成的岩石地層向周圍擠壓推移,經過上億年的演變就形成了這種海底年齡周邊岩石的年齡最大,而洋底岩石的年齡最小的情況。其實,這個地殼演變過程從地球誕生起就從未停息過。在漫長的地質年代裏,那些塌陷的部分,就形成了大大小小的海盆。

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由冰川引起的海平面變化是指由于氣候變暖導致冰川界線反復進退,從而引起的海平面升降變化。在氣候寒冷的地質時期,極地周圍形成冰蓋,海洋中的海水量相對減少,海平面隨之降低;當氣候變暖,冰蓋融化,冰水流回大海,海平面又上升。關于海平面的升降幅度,各國科學家估計的數位不盡相同。這主要是看如何估計南極大陸的冰蓋厚度和計算出全世界的冰儲量。據有人推算,世界上冰儲量的95%在南極地區,約為3000萬立方千米。如果有一天,南極地區和格陵蘭地區的冰(約佔全球冰總儲量的99%)突然全部融化,那麽,世界海洋的海平面將會上升100米。當然,發生這種情況的可能性是極小的。最有可能發生的情況是,所有的冰川,將在數千年間,逐漸融化,同時,冰川的融化還將伴隨著一片大陸的上升和海洋底質的沉降,因為大面積的負荷因冰川融化從陸地向海洋轉移。

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由地殼構造引起的海平面變化,指的是因某種地殼構造運動而引起的局部地區或全球性的海平面變化。局部性的地殼升降運動,能引起區域性的海平面變化。出現這種情況,是由于地殼升降導致海面相對于陸面之間的距離發生變化的結果。引起全球性海平面的升降變化,是洋盆容積發生某種變化、洋底地殼發生下沉或新洋盆形成。世界洋盆的總容積增大會導致海平面降低;反之,洋底地殼抬升,某些洋盆消失,可使海平面升高。板塊構造學認為,海平面變化與海底擴張速率有關。大洋中脊增生的物質是熱的,隨著時間的推移而逐漸冷卻,變得致密,因而洋底岩石圈在橫向擴張移動過程中,隨著時間的成長而下沉。如果洋底擴張速率很快,距中脊頂部一定距離的洋底,沒有足夠時間冷卻到"正常"程度,洋底就比正常情況下高,因而即使總的海水量不變(多數學者認為,古生代以來海水量基本沒有變化),由于洋盆的容積減小,海平面也會升高。相反,海底擴張速度很慢時,海平面則會降低。事實上,海底擴張速率變化引起的海平面變動,周期長達數百萬年,其變化幅度可達300~500米之間。

雖然全球性的地質構造運動對整個地質歷史時期的海平面變化起著決定作用,但是科學家們認為,從第四紀(地質歷史上的100多萬年),冰川作用對海平面的變化影響最大。近100多萬年以來,隨著冰期一間冰期交替出現,全球海平面發生了脈動升降。大約在3.5萬年以前,海平面大致接近的位置。一次冰川作用,則引起了海平面的普遍下降。在末次冰期的最盛時期(大約1.5~2萬年前),海平面比如今低約130米。在冰期低海面時,大片陸架淺海出露成陸,那時,日本與中國、亞洲與北美洲(沿白令海峽)、英國與歐洲大陸、澳大利亞與新幾內亞等都相互連線(中國海洋地質學家研究發現,中國東海的古海岸線在沖繩海槽西坡的陸架外緣)。後來,由于氣候變暖,引起冰川融化,結果海平面逐漸升高。世界海平面仍處于升高過程之中。由于引起海平面變化的因素很復雜,調查測量技術上又存在著許多不足,所以,人們對海平面變化的歷史及其發展前景認識還有一定局限性。海平面上升,有可能是暫時的,也可能是地球上長期水迴圈的一部分,這個過程的發展趨勢會不會引起新的冰川作用?總之,人們對海平面上升的問題,還不能作出最後的解釋。

長期海平面變化引起的最直接後果是海侵或海退。它導致海岸移動,海陸變遷,對大陸架和海岸地貌、淺海與近岸沉積和礦產的基本特征產生很大的影響。它能使海岸工程、港灣建築遭受侵襲、淹沒或使之廢棄,還能使河流改道或淤積。研究海平面變化的規律,預測其發展趨勢,對于研究第四紀地質新構造運動、探索氣候變化規律,以及對于人類生活和生產都具有極大意義。因此,各國有關專家正在更加深入地研究這些問題。

由于人們對各種能源的開發利用,釋放出大量的二氧化碳等氣體,使地球外部的大氣層變成了溫室,也就是人們常說的"溫室效應"。有人計算過,1987年全世界的發電廠、工廠和各種機動車向大氣排放的二氧化碳就達56.5萬噸。這個數位還在逐年增加:從1980年至1987年的8年間,全世界二氧化碳的釋放量增加了7.3%,幾乎是每年以1%的速度增加。這就是說,大氣污染是造成大氣"溫室效應"並可能引起全球升溫的根本原因。科學家們通過各種技術手段測得,大氣中的溫室氣體,如二氧化碳、甲烷、氯氟烴、一氧化二氮和大氣平流層中的臭氧、大氣溶膠微粒等濃度一直在成長。全球性的升溫又使地球南北兩極的冰蓋融化海水增多,海平面隨之升高。全球海平面在近百年間上升了5~25釐米。如果溫室氣體在大氣中成長速度保持如今的水準,全球氣溫每10年大約上升0.2~0.5℃,至2100年時,將累積上升1.5~4.5℃。全球海平面也將在2050年之前,上升約0.3~0.5米,21世紀末有可能上升約1米。這樣,大氣污染導致溫室效應的最後惡果,將要由人類自己來承受了。當然,對21世紀氣候變化趨勢估計,學者們的認識有分歧。例如,有的學者不認為氣溫升高,反而認為氣溫下降。

海洋裏海水時刻都在運動,因此,海平面也不斷的變化。這種變化,有短期的,也有長期的。短期的海平面變化,如日變化、季節性變化、年變化和偶發性變化等,這些變化主要與波浪、潮汐、大氣壓、海水溫度、鹽度、密度、風暴、海嘯等因素有關,其升降幅度小,而且大多是局部性的。海平面長期的變化主要是指地質歷史期間的海平面的變化。其特點是變化的幅度雖然不大,但其變化的範圍大,甚至是全球性的。人們經常討論的海平面上升,就是指的這種長期性的變化。一些科學家認為,全世界的海平面正處于上升過程中。

減緩氣候變暖的根本對策是控製溫室氣體向大氣排放,尤其是對排放量最大的二氧化碳應加以限製。但是,完全限製二氧化碳的排放,對經濟發展和對人們生活水準的提高有很大的製約,特別是對一些以煤炭為主要能源的開發中國家影響更大;就是對那些經濟發展水準已經相當高的發達國家,也是難以完全做到的。這個矛盾如何解決,這是人們所面臨的一個難題。

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科學家們指出,比較現實的減少二氧化碳排入的途徑有兩個:一是改進能源結構,如增加水能、核能等利用的比例;二是提高能源利用效率,減少能耗。另外,大力保護和發展森林資源、擴大森林覆蓋面積,增加對二氧化碳的吸收和轉化等。人們還應當看到,即使馬上停止一切溫室氣體的排放,長期以來已經排放到大氣中的二氧化碳等氣體,也會長久地留存在大氣中,有的氣體可留存一二百年之久。所以,人類應該採取與前一類政策,相互補充、綜合治理的辦法。涉及其他行業的適應性對策,如加強對氣候變化及其影響的監測和科學研究;開展節能技術研究,以提高能源利用率;針對海平面上升可能造成的危害,加強海岸工程設施的建設和管理。當然,這些措施還不是根本上去解決問題。

綜上所述,尋求減緩全球氣候變暖及其危害的對策,是一個涉及科學、技術、經濟等多方面的復雜問題,需要動員社會各方面的智慧和力量。然而,在研究解決問題時,必須充分認識海洋在這些問題中的地位和作用。眾所周知,海洋作為氣候變化的調節器和控製器,對大氣中的二氧化碳是能起到很好的調節作用。假如沒有廣闊海洋的吸收,大氣中的二氧化碳含量會高出30%~40%。所以,要科學探討全球氣候變化,必須加深對海洋的研究,這樣才能彌補人們對氣候變暖認識上的不足。但是,由于人們對海洋變化的規律認識還不夠,海洋對大氣影響或調節作用的具體過程和機理至今還不夠了解。因此,從海洋的角度來科學地解釋大氣"溫室效應"是一件十分困難的事。

其二,人們對大氣"溫室效應"給地球帶來的危害程度估計不同。有的科學估計,未來全球氣溫將升高6~7℃,海平面會升高4~5米,"60年內英倫三島將大部沉入海洋","日本列島將沉沒",驚呼"上海、天津、杭州……等沿海大批城市因此而消失,約佔全國40~50%以人口的沿海地區將被海水淹沒",等等。當然,也有人持相反的看法,認為問題沒有那麽嚴重,完全用不著大驚小怪。

其三,人們的科學技術對策也不相同。有人提出,"利用太空禁止來遮擋部分陽光、降低地表溫度的辦法;發射巨大強紅外線光束,引爆大氣層中的三氯化碳氟化合物使之破壞和瓦解;發射大功率太陽能衛星,將太陽能轉化為微波,再將微波轉化為電能,為人類提供能源不再使用化石燃料;在高空同溫層噴射二氧化硫,使之化合成硫化物,起到阻擋陽光,達到降溫效應等等。這一連串近似于科幻的措施,在一些人看來是無法實現的。他們認為,假如真成為現實,地球和人類就會毀滅無疑,然而,提出這些構想的科學家們,則對自己的方案充滿信心。

其四,有人提出用消除台風的辦法來製止地球表面溫度的升高,因為海上生成的台風對一些地區的氣溫將產生影響。這種看法隻看到台風對氣候不利影響的一面,忽略了台風對氣候有調節作用的一面。例如,每年連續不斷的台風,可以使我國東南部地區氣候溫潤多雨,否則的話,這一地區很可能是幹旱少雨,淪為沙漠。

人們在討論全球氣候變暖對策的時候,還要解開許多自然之謎,並在解釋自然之謎的過程中,尋求保護地球環境的辦法。由于種種客觀因素的限製,有些問題可能在短時間裏還無法去認識,暫時找不到解決問題的辦法,但是不管遇到多大的困難,人類終究將會認識自然,找到保護地球的辦法。

東昆侖大地構造研究中一個亟待解決的問題就是早古生代洋盆的性質及其與古特提斯演化關系,解決此問題的關鍵是查明蛇綠岩的時代和構造屬性。本項研究選擇重點地區(如布青山)作大比例尺填圖和密集的剖面,在細致的野外工作基礎上系統的採樣測試。在前人認為是二疊-三疊紀的東昆侖南緣蛇綠岩帶中分離鑒定出中-晚奧陶世及早志留世疑源類化石;測得蛇綠岩中輝長岩的鋯石U-Pb年齡為467±0.9 Ma,輝長輝綠岩的Rb-Sr 等時線年齡為485±46 Ma;確定此帶中存在早古生代蛇綠岩。通過詳細研究確定此早古生代蛇綠岩的形成環境是大洋中脊。在東昆侖北部的烏妥蛇綠岩帶也分離鑒定出早古生代疑源類化石,佐證此蛇綠岩帶的時代屬早古生代,研究表明此蛇綠岩性質屬SSZ型。測得塔妥蛇綠岩帶中輝長岩的鋯石U-Pb年齡屬早古生代,並于此帶中發現了寒武-奧陶紀疑源類化石,表明此蛇綠岩帶的時代也屬早古生代。在下拉溫原劃為石炭紀的地層中發現了新元古代疊層石及新元古代-早古生代早期疑源類化石,測得德爾尼片岩中鈉閃石的K-Ar年齡為935.1±37.4 Ma,並分離鑒定出新元古代疑源類,說明下拉溫-瑪沁微地塊的存在。在東昆侖多處發現早古生代島弧火山岩。在東昆侖南緣蛇綠岩帶中還分離鑒定出早石炭-早二疊世放射蟲,測得枕狀玄武岩Rb-Sr 等時線年齡為347±9Ma,說明還存在早石炭-早二疊世蛇綠岩;研究表明此蛇綠岩的形成環境也是洋中脊。測得東昆侖南緣縫合帶藍片岩中多矽白雲母的K-Ar年齡為285±6.8 Ma。本項研究依據獲得的新發現和新資料並綜合分析前人資料提出:東昆侖早古生代洋盆是發育溝-弧-盆系統的成熟洋盆,是昆祁秦洋多島洋盆的一部分,它于晚奧陶世―中志留世閉合成陸;中-晚泥盆紀又開始拉張,早石炭世在東昆侖南緣及其以南形成古特提斯洋盆;晚石炭-早二疊世古特提斯洋殼向北俯沖,形成東昆侖海西-印支期島弧,並與加裏東期島弧疊加;晚二疊世古特提斯洋盆基本閉合,三疊紀末期古特提斯徹底消亡。此外,還有諸多新發現和新認識。本項研究成果為東昆侖乃至中央造山帶和青藏高原大地構造研究提供了新的重要的基礎資料和新思路,有重要的科學意義。

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