流入大海的泥沙去哪了?都凭空消失了?其实地球已被一条裂缝隔开
不断奔流的山川湖泊,还有雨季带来的水土流失,这些天然水流中都会携带一些地表中的固体颗粒以及大量泥沙,最后都将会流入大海。
那么每年流入大海中的泥沙有多少呢?
对此,科学家们根据大大小小的河流搬运的泥沙量进行了推测,按照搬运泥沙的状态来说,全世界的川流混浊搬运的泥沙大约135亿吨(我国的黄河每年就有12亿吨泥沙流入大海),再加上河床及洪水搬运的泥沙在10至20亿吨区间。
因此,全世界每年流入大海的泥沙可以预估为大约150亿吨。地球已经存在了46亿年,可想而知流入海底的泥沙该是多么惊人的数量。
如此巨大的泥沙量流入海底却悄无声息,究竟去哪了呢?
这个问题,要从大陆与海洋的关系说起。1912年德国气象学家、地质学家魏格纳在看地图的时候发现,大西洋两岸的海岸线轮廓非常吻合,于是他搜集了地质、生物、气象等各方面的资料,得出了一个惊人的结论。
那就是很久之前的地球是一块超级大陆,这块大陆后来发生了分裂,形成了一块块的新大陆,这些大陆后来经过漂移,形成了我们今天所看到的大陆,这就是大陆漂移学说。
大陆漂移学说的发现是惊人,科学家们也根据这个学说,开始研究导致大陆发生漂移的动力是什么。
1872年科学家们利用测深锤,发现了大西洋中部有一条巨大的隆起的山脉。随后在1925到1927年中,德国流星号的科学家们在考察期间,再次测深确认了这条山脉的存在,这便是从北冰洋一路南下将要到达南极洲的大西洋中脊。
这条海底山脉纵贯南北呈S形状延伸,总长度75000公里,这个长度把地球一分为二,也是地球上最长的山脉。科学家们还发现海底山脉周围的岩石层,比陆地岩石年轻很多,海底的沉积物很薄,火山也很少。这表明,不同于海洋悠久的历史,海底却很年轻。
接下来的几十年,科学家们又陆续发现印度洋中脊和太平洋中脊。随着探测技术的不断更新,20世纪50年代,人们已经确定每个大洋的海底都有山脉,这些山脉组成了巨大的海底山脉系统。
大洋中脊的发现让科学家们重新重视魏格纳的大陆漂移学说,它的发现让我们对地球认知迈出了重要的一大步,也诞生了后来的海底扩张学说,并进一步发展成为我们今天所熟知的板块运动理论。
1960年前后,美国科学家赫斯迪茨提出了海底扩张学说,这一学说进一步说明了板块运动的动力。海底扩张学说认为,地幔物质的对流是板块运动的主要驱动力。地球从外部到核心可以分为地壳、地幔、地核,在地幔靠近地壳的位置存在岩浆。
地幔内存在着热对流,地幔顶部的岩熔岩物质,形成高温上升流,在大洋中脊隆起、上升并涌出,遇到海水凝固,形成新的地壳,将原先存在的大洋地壳不断向外推移,使整个海底不断自大洋中脊向两侧扩张。不断扩张的大洋地壳与大陆地壳相遇时,位置较低的大洋地壳会在撞击的过程中,向下俯冲到大陆地壳下方的地幔中,形成海沟和海岸山脉。
贴近地壳的地面常与地壳合称为岩石圈,而板块运动时会使上面的岩石圈缓缓移动,这就是大陆漂移运动。大陆之间的漂移,造成了彼此分离和碰撞从而形成了山脉和裂谷,比如喜马拉雅山脉和东非大裂谷。其中喜马拉雅山脉位于青藏高原的南部,是我国西藏与印度、尼迫尔、巴基斯坦等国的交界处。这处天然屏障便是由于印澳板块与欧亚大陆板块的碰撞形成。
根据测量,印度板块仍在以每年大于5厘米的速度北移,这使得喜马拉雅山脉还在不断上升。其主峰是珠穆朗玛峰,现海拔为8844。43米,最新的测定数据也表明珠穆朗玛峰每年增高大约1厘米。这个实际数据也证实了大陆与海洋在不断地运动中。
地幔物质从大洋中脊涌出,与陆地相撞时又俯冲下沉,然后又熔融于地幔中,形成了循环,达到了一个新生与消亡的消长平衡。
在这一过程中,泥沙作为沉积的土体、矿物岩石等物质的固体颗粒,便也随着海底板块的运动融于地幔中,或是成为新的地壳,或是成为海底山脉的一部分,不断地周而复始。
所以汇入海底的泥沙并没有消失,而是加入到板块运动中,成为海底新陈代谢的一部分。那条被发现的海底山脉,也成为大陆与海洋运动的核心,让大自然的一切得以循环运转。
海底扩张学说是大陆漂移学说的进一步形式的解释,也是板块构造学说的重要理论支柱。板块构造学说把海底扩张学说、大陆漂移、地震与火山活动等地质现象纳入一个统一的理论体系之中,用统一的动力学模式解释全球构造运动过程及其相互关系,解释了地球生命活动的众多现象,也让我们对地球演化和自然资源的开发有着更深入的认识。
板块构造学说是综合许多学科的研究成果,建立起来的大地构造学说,目前虽然解释了多种大陆板块与活动的情况,但是板块内部的演化过程仍然是一个难题,对于大陆岩石层的年龄可以检测出超过30亿年甚至超过40亿年。
而海底大洋壳上的岩石层年龄却只有2亿年,这种复杂的岩浆活动和变质作用,难以用更信服的说法或是实验证明,对于这个,科学仍在不断探索研究中。
2021年11月,板块构造学说有了新的研究证据。位于武汉中国地质大学的地质过程与矿产资源国家重点实验室,发表了最新科研成果,将板块构造学说大规模实证推至27亿年前。这项成果是由板块构造领域,国际知名专家蒂姆教授带队发现的,是以我国华北地区中部造山带为研究对象,为地球早期(太古宙)存在大规模水平板块构造提供最直接证据。
板块构造理论的建立有着众多的科学依据和测量数据,其科学基础是坚实而深厚的。我们也相信随着科学探测方式的不断更新换代,更多更广的研究领域会被人类发现和开拓。参考资料:
〔1〕板块构造学说是怎样诞生的?〔J〕。关世桥。地球。2005(06)
〔2〕大地构造学说的发展史〔J〕。贺翔。传承。2009(12)
〔3〕海底山脉大洋中脊〔J〕。梁鑫峰。百科知识。2013(19)
〔4〕武汉一高校科研团队将板块构造学说大规模实证推至27亿年前,新华网,20211104。
作者:风风初审:许墨元校稿编辑:小宛
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