海溝

海溝

海溝(trench)是位于海洋中的兩壁較陡、狹長的、水深大于5000m(如模裏西斯海溝5564m)的溝槽,是海底最深的地方,最大水深可達到一萬多米(馬裏亞納海溝11034m)。

  • 中文名稱
    海溝
  • 外文名稱
    trench
  • 定義
    位于海洋中的兩壁較陡、狹長的、水深大于5000米的溝槽
  • 分布
    大洋邊緣

資料

深度超過6000米的狹長的海底凹地。兩側坡度陡急,分布于大洋邊緣。如太平洋的菲律賓海溝、大西洋的波多黎各海溝等。

馬裏亞納海溝的位置馬裏亞納海溝的位置

海溝多分布在大洋邊緣,而且與大陸邊緣相對平行。對于海溝的定義,科學家有許多不同的觀點。有人認為,水深超過6000米的長條形窪地都可以叫做海溝。另一些人則認為真正的海溝應該與火山弧相伴而生。世界大洋約有30條海溝,其中主要的有17條。屬于太平洋的就有14條。

地球上主要的海溝都分布在太平洋周圍地區,環太平洋的地震帶也都位于海溝附近。地球上最深、也是最知名的海溝是馬裏亞納海溝,它位于西太平洋馬裏亞納群島東南側,深度大約11,034米。1951年英國挑戰者Ⅱ號在太平洋關島附近發現了它。

海溝海溝

在地質學上,海溝的產生被認為是海洋板塊和大陸板塊相互作用的結果。密度較大的海洋板塊以30度上下的角度插到大陸板塊的下面,兩個板塊相互摩擦,形成長長的"V"字型凹陷地帶。另外,科學家還認識到所有的海溝都與地震有關。環太平洋的地震帶都發生在海溝附近。這是因為海溝區的重力值比正常值要低,它意味著海溝下面的岩石圈被迫在巨大的壓力作用下向下沉降。

海洋中的分布

太平洋

馬裏亞納海溝深11034米、湯加海溝 深10882米 長1375km 寬80km、日本海溝 深10682米 長890km 寬100km、千島海溝 深10542米 長2900km 、菲律賓海溝深10497米 長1320km 寬30km、克馬德克海溝 深10047米 長1500km 寬60km、新赫布裏底海溝深9174米 長1200km 寬70km、布幹維爾海溝 深9140米 、雅浦海溝深8850米 長2250米 寬70km、小笠原海溝 深9810米、托雷斯海溝 深9162米、沃爾卡諾海溝 深9156米、新不列顛海溝 深8320米、聖克裏斯托瓦爾海溝 深8310米、阿留申海溝 深8109米、帛琉海溝 深8069米、秘魯-智利海溝深8064米、琉球海溝 深7507米、

大西洋

波多黎各海溝 深9219米 、南桑威奇海溝 深8428米、羅曼什海溝 深7856米、開曼海溝 深7680米、多米尼加海溝 深6200米、希臘海槽 深5121米。

印度洋

阿米蘭特海溝 深9074米、蒂阿曼蒂那海溝 深8047米、爪哇海溝 深7450米、維馬海溝 深6492米、鄂畢海溝深5714米、模裏西斯海溝 深5564米、查戈斯海溝 深5408米。

北冰洋

利特克海溝 深5449米、弗拉馬海溝 深5335米、南森海盆 深5449米 、馬卡羅夫海盆 深4123米 、加拿大海盆 深3879米。

海溝特征

海溝是岩石圈板塊的匯聚型板塊邊界(消亡邊界),大洋岩石圈板塊在此俯沖、消亡。主要分布于環太平洋地區,也見于印度尼西亞以西的印度洋和加勒比海域。在太平洋西部和印度洋,海溝與島弧平行排列;在太平洋東部,海溝與陸緣火山鏈相伴隨。海溝有以下特征:

大洋海溝剖面示意圖大洋海溝剖面示意圖

①海溝長一般在500~4500千米,寬40~120 千米。地球上最深的馬裏亞納海溝深達11,034米。海溝在平面上大多呈弧形向大洋凸出,橫剖面呈不對稱的V字型,近陸側陡峻,近洋側略緩。

②海溝兩側普遍具有階梯狀的地貌,地質結構復雜,發育藍閃石片岩相高壓低溫變質帶。海溝中的沉積物一般較少,主要包括深海、半深海相濁積岩。海溝是大洋地殼與大陸地殼之間的接觸過渡帶。

③海溝的兩面峭壁大多是不對稱的"V"字型,溝坡上部較緩,而下部則較陡峭。平均坡度為5度到7度。偶爾也會遇到45度以上的斜坡。

④海溝為重力負異常帶,自由空間異常值可低至-200毫伽以下,熱流值僅為1HFU左右,低于地殼平均熱流量。

⑤沿海溝分布的地震帶是地球上最強烈的地震活動帶震源通常自洋側向陸側加深,構成自海溝附近向大陸方向傾斜的震源帶(見貝尼奧夫帶)。

主要標志

在現代海溝的研究基礎上,古海溝的鑒定有3個主要標志:蛇綠岩套;高壓低溫變質帶,以藍閃石片岩為特征,發育擠壓和剪下構造;混雜岩。板塊俯沖作用常被用于解釋海溝成因。但海溝的形成與俯沖的機理相當復雜,仍有待于深入綜合研究。

海溝海溝

地形特征

海溝常呈弧形或直線形展布,長500~4500公裏,寬40~120公裏,水深多為6~11公裏。大多數海溝有不對稱的V字形橫剖面。其洋側坡(也稱外壁)較緩,陸側坡(也稱內壁)較陡;溝坡的上部較緩,下部較陡,平均坡度為5°~7°。但湯加海溝的溝坡坡度可達45°。海溝斜坡地形復雜,切割強烈,多見峽谷、台階、堤壩和窪地等。溝底可被沉積物填充成不寬的平底。溝底的沉積物不厚,大多不超過1公裏,有紅粘土和矽質沉積,也有來自相鄰大陸或島弧的濁流沉積和滑塌沉積。海溝與洋盆之間,常有寬緩的海底高地,隨海溝走向延伸,這種高地高出洋盆底部300~500米,稱為外緣隆起。外緣隆起靠海溝一側坡度較陡,靠洋盆一側坡度較緩。

馬裏亞納海溝馬裏亞納海溝

地理分布

海溝分布在活動大陸邊緣,主要見于環太平洋地區。在太平洋西部,海溝與島弧平行排列;在太平洋東緣,海溝與陸緣火山弧相伴隨。大西洋和印度洋也有少數海溝。環太平洋的地震帶也都位于海溝附近。海溝與島弧緊密共生構成統一的弧溝系。大多數海溝位于島弧向洋一側;也有少數海溝見于島弧陸側的邊緣盆地中,如南海東緣的馬尼拉海溝、所羅門海的新不列顛海溝和珊瑚海的新赫布裏底海溝等。這些海溝除長度較小外,其他形態特點與一般海溝無異。

波多黎各海溝波多黎各海溝

結構特征

地殼結構

海溝洋側坡是大洋盆地岩石圈的直接延續,地殼結構一般屬于正常的大洋地殼。海溝的軸部地殼開始增厚,但仍具有洋殼的3層結構。軸部地殼增厚主要是由于層3增厚的結果。層3厚度可達7~9公裏,比標準洋殼的層3(4~5公裏)厚。有的海溝軸部莫霍面的深度超過海面之下20公裏,如千島-堪察加海溝和湯加海溝。但也有軸部地殼無明顯增厚的,如琉球海溝阿留申海溝。自軸帶向陸一側,地殼厚度普遍急劇增大。海溝大體上是大洋地殼與大陸地殼(或過渡型地殼)之間的接觸過渡帶。

海底擴張所形成的海溝海底擴張所形成的海溝

地震活動

海溝及其伴生的火山弧,位于板塊俯沖邊界,有強烈的地震活動。震源通常自洋側向陸側加深,構成自海溝附近向大陸方向傾斜的震源帶,稱為貝尼奧夫帶,其形成與板塊俯沖作用有關。海溝本身主要為淺源地震帶。大量的淺源地震發生于海溝陸側坡一帶。其震源機製多數顯示為逆斷層型,反映了俯沖板塊與上覆板塊之間的匯聚擠壓作用。淺源地震也見于海溝軸部和洋側坡。在洋側坡和外緣隆起,地震震源機製多顯示引張作用。這可能是由于大洋板塊俯沖下彎,使彎曲部凸面的板塊表層處于伸張狀態所致。中、深源地震則主要分布在火山弧及弧後地區。

重力與磁

20世紀20~30年代,荷蘭學者F.A.芬寧·梅因納斯首先發現海溝是重力負異常帶。自由空間異常與均衡異常最低值位于海溝軸部或略偏陸側。自由空間異常低達-200毫伽以下,顯示出海溝地區的地殼均衡狀態遭到劇烈破壞。負重力異常表明:在均衡調整作用下,該帶具有上浮而使海溝地形消失的趨勢。但板塊的俯沖沉潛作用與均衡上浮力相對抗,使深邃的海溝地形得以維持。俯沖作用使海底岩石圈下陷,並代之以增厚的水層,必然會導致重力值降低。故負重力異常的存在也為俯沖作用的存在提供了佐證。外緣隆起則伴有不大的重力正異常。有的海溝未發現磁異常,或僅有微弱的正或負的磁異常。有的海溝(如阿留申海溝和日本海溝)已發現條帶狀磁異常與海溝軸斜交,條帶狀磁異常越過海溝軸,延伸入海溝內壁下數十公裏,其異常幅度向陸側逐漸降低。這可能是大洋板塊向陸側俯沖的反映。

馬裏亞納海溝馬裏亞納海溝

熱流

海溝是冷板塊的下潛處,其熱流值可低至1微卡/(釐米2·秒)以下。由于岩石的熱導率極低,俯沖的速度卻較快,下插板塊的溫度就比同深度的地幔的溫度低得多,海溝及海溝內壁附近出現很低的地溫梯度和熱流值,所以海溝本身缺乏火山活動,海溝深部可出現高壓低溫變質作用。而海溝向火山弧的方向,熱流值卻顯著升高。

相關資料

世界上10條最深海溝

(1) 太平洋馬裏亞納海溝:最深11034米,為目前所知最深之海溝,也是地殼最薄之所在。該海溝地處北太平洋西方海床,位于北緯11°21′、東經142°12′,即靠近關島的馬裏亞納群島的東方。此海溝為兩大陸板塊輻輳之潛沒區,太平洋板塊于此潛沒于菲律賓板塊之下。海溝底部于海平面下之深度,遠勝珠穆朗瑪峰海平面上之高度。

馬裏亞納海溝位置馬裏亞納海溝位置

(2) 太平洋湯加海溝:最深10882米,在太平洋中南部湯加群島以東,北起薩摩亞群島,南接克馬德克海溝,全長1,375公裏,寬約80公裏。平均深6,000米,最深達10,882米。

(3) 太平洋日本海溝:最深10682米,在太平洋西北部,日本群島東側南北分布的海溝。北連千島海溝,南接伊豆諸島東側小笠原群島附近的海溝。長890公裏,寬100公裏。平均深度6,000米。本州島鹿島灘東部深8,412米,最深處在伊豆諸島東南側。

(4) 太平洋千島海溝:最深10542米,是在太平洋千島群島附近的一個海溝。

(5) 太平洋菲律賓海溝:最深10497米,位于菲律賓群島以東的海溝,從呂宋島之東北方伸延至印尼哈馬黑拉的摩鹿加群島,長約1,320公裏,寬約30公裏。菲律賓海溝形成的原因是板塊的碰撞,由玄武岩組成的較重的菲律賓板塊以每年16釐米的速度沉到由花崗岩組成較輕的歐亞板塊之下。兩塊板塊的交匯之處就是菲律賓海溝。

(6) 太平洋克馬德克海溝:最深10047米,長約1500公裏,平均寬度60公裏。

馬裏亞納海溝馬裏亞納海溝

(7) 大西洋波多黎各海溝:最深9219米,位于大西洋北部,波多黎各島北9218公裏,長約1550公裏,平均寬度120公裏。

(8)太平洋新赫布裏底海溝:最深9174米,位于萬那杜島(新赫布裏底島)與新喀裏多尼亞島之間的珊瑚海邊緣。長約1200公裏,平均寬度70公裏。

(9) 太平洋布幹維爾海溝:最深:9140米,位于太平洋西南面,布幹維爾島以西9140公裏。

(10) 印度洋阿米蘭特海溝:最深9074米,印度洋最深海溝。位于塞席爾群島之南,切割了連線塞席爾諸島、普洛比頓群島、馬達加斯加島的洋脊頂部。最深點位于阿爾澳悉斯島西方。

海溝列表

海溝

所屬大洋

位置

阿留申海溝

太平洋

美國阿拉斯加州西南方

亞速海溝(最淺海溝)大西洋地中海與大西洋接觸地

開曼海溝

大西洋

加勒比海西部

希古蘭吉海溝

太平洋

紐西蘭以東

伊豆-小笠原海溝

太平洋

伊豆-小笠原列島以東

日本海溝

太平洋

日本之東北

爪哇海溝

印度洋

爪哇島以南

克馬德克海溝

太平洋

克馬德克群島以東

千島-堪察加海溝

太平洋

千島群島和堪察加半島南端以東

馬裏亞納海溝(最深海溝)

太平洋

馬裏亞納群島以東

中亞美利加海溝

太平洋

墨西哥南部和中美洲北部西岸以西

新赫布裏底海溝

太平洋

新赫布裏底群島西南

帛琉海溝

太平洋

帛琉群島以東

波多黎各海溝

大西洋

安的列斯群島以北

秘魯-智利海溝

太平洋

秘魯智利海岸以西

菲律賓海溝

太平洋

菲律賓群島以東

琉球海溝

太平洋

日本琉球群島以東

南三明治海溝

大西洋,南冰洋

南三明治群島以東

湯加海溝

太平洋

湯加群島以東

雅浦海溝

太平洋

雅浦群島以東

海溝建造

在地球的建造和演變過程中,有大量的小行星彗星流星體等小天體瘋狂地轟擊著我們的地球!這些小行星、彗星和流星體的尺度大到數十千米、數百千米,小到數十釐米、數釐米。甚至還有那彌漫于太空的礫石和砂塵顆粒。這些小天體在長達千百萬年、甚至數億年向地球轟擊的過程中,逐漸地建造出來了陸地、山脈、山峰和陸性島嶼,小天體帶來的水冰融化形成了海洋。

海溝間的珊瑚海溝間的珊瑚

小天體對地球狂轟亂炸使得大陸區域的礦物岩石數量劇增,並被撞擊下沉建造出來了大陸根。同時,與大陸相對的大洋底被撞開了大裂縫,地下的岩漿從這裏涌出形成了大洋中脊。在長期的轟炸過程中,大洋中脊又多次向兩側擴張,形成了海底擴張的壯麗景觀!在大陸被猛烈撞擊並下沉的同時,在剪下力及振動力的作用下,又建造出來了環洋海溝、環島海溝、島弧和環洋火山地震帶

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