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泥沙流入大海后难道凭空消失了去哪了地球已

来源:遥感 时间:2023/3/16

世界上的河流众多,它们昼夜不息地向大海输送泥沙。据知网数据统计,世界知名的20条大河中,年均含沙量0.04kg/m的莱茵河,每年向海洋输送的泥沙都超过了吨。

这仅是冰山一角,莱茵河是世界20条大河中,含沙量最低的一条。而含沙量高达37kg/m的黄河,每年要向海洋输送16亿吨泥沙。20条世界知名大河的泥沙年均总输入量可达58.亿吨,而海洋在40亿年前就已经存在,即便假设40亿年来的平均泥沙流入量仅有现在的二分之一,那流入海洋的泥沙量也早已是一个令人眼花的数字。

泥沙入海

这数量如此骇人的泥沙在没入海中后,似乎都无声无息的消失了。它们是被大海“吞噬”了吗?

泥沙去哪了?

泥沙是由矿物和微小的岩石碎片组成,而岩石碎片是岩石经过侵蚀和风化而成的。流入到海洋中的一粒沙子也许在上亿年前还是一块重达百斤的磐石,它们顺着河水奔入海洋,然后在海洋中继续“生存”。泥沙从岩石中来,又会成为岩石,这便是泥沙的宿命。

一部分泥沙在地表或接近地表的常温常压条件下,经过外力的搬运形成沉积层,又经成岩作用而形成沉积岩;另一部分泥沙会在高温作用下化为岩浆,随着地壳运动引发的火山喷发形成喷出岩。也就是说:流入大海的泥沙最终都会通过沉积或冷凝的形式化为岩石,构筑岩层,进而形成各种各样的地貌。

沉积岩

泥沙参与了海底地貌的构成

泥沙的密度比海水大,入海后必然会沉入海底,海水的搬运作用会让泥沙的足迹遍布整个海底。这里有必要说明:人类对海底地貌的认识起步较晚,在20世纪20年代之前,人类只能使用测杆和水砣等简单工具逐点测量水深推断大洋地貌;20年代后,回声测深仪开始应用;60年代又出现了多波束测深系统。

70年代后,侧扫声纳、航空摄影测量,机载激光测深、卫星遥感测深等技术为人们认识海底地貌提供了有力的手段,甚至在大尺度范围内,有人提出用卫星测高资料反演海底地形的理论和方法。

海底地貌丰富多样

现在,人们还可以用人工地震等方法知道海底岩石的结构和沉积物的厚度,特别是海洋地质学理论的发展使人们不但能更深入地了解海底地貌的特点,而且对海底地貌的形成和发展给予了科学的解释和预测。人类通过自身的不懈努力不断深化着对海洋地貌的认识,才有了现在大陆边缘、大洋盆地和大洋中脊三这大基本地貌单元的划分,而这三大基本地貌单元都有泥沙的“足迹”。

三大基本地貌

大陆边缘的泥沙

大陆边缘地带由大陆架、大陆坡、大陆隆以及海沟等地貌单元组成。在大陆边缘,绝大部分泥沙都是通过沉积的方式参与岩石圈循环和地貌构成的,陆地上的泥沙在最初进入海洋时,大颗粒泥沙会在平均水深米的大陆架沉积。

大陆架占海洋总面积的7.5%。它处于长期稳定的持续沉积状态,且极少经受变形,因此沉积物可厚达五公里,其沉积物的主要成分几乎都是江河带来的泥沙。

缩减的大陆架

大陆隆也是泥沙沉积表现活跃的地带,大陆隆占全球总面积4.8%,隆上的沉积物厚度均在2公里以上,现代大陆隆一般沉积速率约可达每千年4~10厘米,而在更新世(从2,,年前到11,年前),沉积速率要比现在快一倍。

大洋盆地的泥沙

泥沙经过大陆坡中的深海峡谷到达位于水下4至5米大洋盆地,在大洋盆地中沉积。大洋盆地约占海洋总面积的45%,它不是真正的“平原”,其内部还有“海底高地”、“海岭”、“海峰”、“海盆”等多种地貌。而在较为开阔平坦,在没有火山活动的“海底高原”和“海盆”的地域,泥沙沉积的表现更为突出。许多“海底丘陵”也被来自大陆的泥沙逐渐填平。

海底并不是“一马平川”

泥沙参与了陆地地貌的构成

在入海口,河流减速,大量的泥沙就会在此沉积,形成三角洲。譬如世界最大的恒河三角洲,总面积可达6.5万平方千米。要知道我国台湾省的面积也不过是3.6万平方千米,这足以见得泥沙造陆能力的强悍。

泥沙不仅能通过沉积的形式造陆,也能通过冷凝的形式造陆。泥沙经过复杂的地质作用转化成岩浆后,通过火山喷发的形式塑造新的陆地。美国的夏威夷群岛就是因为火山喷发而形成的火山岛。

缓缓流动的岩浆

流入海洋的泥沙也可以塑造大陆。德国学者阿·魏根纳在《大陆和海洋的形成》中大胆猜测:现代大陆是由最初陆岛上流入海洋的泥沙沉积形成的,泥沙在陆岛的四周沉积形成沉积岩层,后经过地壳抬升岩层浮出海面,原先的早期岩层相互连结,便形成了现代大陆。

科学家利用电脑建模来模拟板块的运动得出了惊人的结论:由于地球裂缝(大洋中脊)两侧的板块不断扩张,现存的七大洲不断被挤压,会在两亿年后拼接到一起,形成一整块“新盘古大陆”;而在大洋中脊位置上,由于大洋中脊的火山不断喷发,大洋中脊处的岩层也会逐步升高,最终形成“新盘古大陆”之外的新大陆。

盘古大陆

“隔开地球的裂缝”——大洋中脊

裂缝如何形成的?

地球可以说是被一条“裂缝”隔开了,这里的“裂缝指的”就是绵延数万公里,宽数百至数千公里,面积约占世界大洋总面积33%的大洋中脊。

大洋中脊

自19世纪被英国“挑战者”号用测深锤发现以来,大洋中脊一直保持着它的神秘,有关大洋中脊的形成机制及动力学问题的研究还有待深入,目前主流的解释是板块构造说和海底扩张说。

“裂缝”形成的源动力是地核。处于地球深部的地核是高温熔融的,不断散发热量,靠近地核的岩层也被地核熔化。地幔就像一层棉被,阻碍了热量的散发,致使地幔不断升温,直至地核将地幔物质加热到类似肥皂的状态(塑性状态)。

由于地幔不同位置受热不均,地幔物质就会在地幔内部形成一种对流式的循环;洋中脊位置的地幔受热较多,此处的地幔物质受热上升,沿着地幔上层(地壳底部)水平运动,到达大洋边缘的海沟岛弧地带;地幔物质慢慢降温,密度增大,沿着海沟地带逐渐下沉,最后回到地幔层中消失。

大洋中脊结构

根据哈利·赫斯对海底扩张说的解释:大陆是受到某种未知力的驱动,被动地浮在地幔之上的,因此地幔的对流运动,就会带动漂浮在地幔上的板块也做类似的水平运动。

板块从海洋中脊两侧各自做分离运动,于是在分离处就产生了一个地壳裂缝,岩浆就顺着地壳的裂缝喷涌而出,在海水的冷凝作用下迅速冷凝为岩石。洋中脊处板块运动活跃,不断喷出新的岩浆,形成新的喷出岩,熔岩不断堆积,就形成了巨大的海底山脉。

如此便形成了两头高中间低的“U”型“地球裂缝”——大洋中脊。

大洋中脊的形成离不开岩浆作用

裂缝是怎么“吞掉”泥沙的?

直接“吞噬”

岩浆的大规模喷发会形成海底山峰,板块之间的扩张使得山峰被分离到峡谷两侧。重要的是不同时期岩浆活动的频率和规模不同导致了形成的海底山峰高低不同,而板块扩张的速率在短期内不会发生变化,保持着相对稳定的状态,由此在不同时期形成的山峰之间就会出现线状峡谷。

一部分泥沙就会由于海水的搬运作用沉积到这些峡谷当中,被“裂缝”吞噬。但相比于沉积在大陆边缘和大洋盆地的泥沙,被大洋中脊吞噬掉的“泥沙”只是极小的一部分。

峡谷也能吞噬泥沙

间接“吞噬”

流入大海的泥沙经过数亿年的沉积后会形成新的岩层,成为板块的一部分。

当两个板块对撞时,一个板块会俯冲到另一个板块的底部,俯冲板块对应的岩层就会更接近上地幔(位于海平面下33公里—公里),而上地幔存在着极为活跃的高温熔融物质(岩浆),在高温高压的环境中,由泥沙转化而来的岩石就会成为易熔物质。

此外,板块剧烈摩擦也会产生极高的热量和压力,易熔物质在板块摩擦和上地幔岩浆加热的双重作用下就会转化成岩浆,流入大海的固体泥沙就这样成为了岩浆。

绚丽的岩浆

由泥沙间接形成的岩浆在上地幔中自由流动,等到海洋中的板块分离,“裂缝”扩张时,岩浆就会在海水的冷凝作用下形成喷出岩。数亿年前流入大海的泥沙就会成为大洋中脊的一部分。

大陆的变小与海平面上升

流入的大海的泥沙并没有消失,而是经历了一系列复杂的地质作用重新参与到了岩石圈的循环中,我们不必为每年流入大海的58亿吨泥沙而惶惶不可终日。

泥沙的流入并不会导致海平面上升,也不会导致整体陆地面积减少,反而会增加陆地面积,创造新大陆。导致海平面上升的“凶手”并不是水土流失,全球性气候变暖才是导致海平面上升的最根本因素。

冰川融化,海平面上升

水土流失、泥沙入海对现在的生态环境造成了极大的破坏。据人类目前的据第一次全国水利普查成果,我国现有水土流失面积达.91万平方公里,水土流失导致陆地上的耕地面积越来越少,使得耕作层中的有机质得不到有效的积累。土壤中氮、磷、钾等重要的养分也虽泥沙流失,导致了土壤肥力下降。

在泥沙入海的过程中,部分泥沙会在河道和湖泊淤积,造成河道堵塞,湖泊蓄水能力下降,生态失调。总之,水土流失已经严重威胁人类赖以生存的生态环境。

结尾

保护环境,其实是保护适宜人类生存的环境。人类自身很大的局限性,唯有认清自身的狭隘与渺小,对自然永怀敬畏之心,才能在这颗蓝色星球上生存。

是时候行动起来了

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