我们形容很深的地方,常用“万丈深渊”或是“海底深渊”之类的词.深渊似乎成了地球上的无底洞.然而,地质学家在研究海洋地质的时候,把洋底那些狭长的凹陷处叫海沟或海渊.实际上,用海底深渊来描述洋底的这种奇异构造,是再准确不过的了.
1.海沟
海沟,是海底最壮观的地貌之一.它是大洋底部两壁陡峭、比相邻海底深2000米以上的狭长凹陷.海沟大都分布在大洋边缘,而且大多数与大陆边缘平行.对于海沟的定义,目前,海洋学界仍有不同的说法.有的科学家认为,凡是水深超过6000米的长形洼地都叫每沟.有的科学家则认为,海沟的真正含义,应该是指那些与火山弧(若干个弧状分布的火山岛)相伴生的边缘海沟.
一般说来,海沟的形状多呈弧形或直线,长500～4500千米,宽40～120千米,水深多为6～11千米.海沟有不对称的V形横剖面,沟坡上部较缓,而下部则较陡,平均坡度为5°～7°.偶然也会有45°那么大的坡度,比如太平洋中的汤如海沟.在海沟的斜坡上,有峡谷、台阶、堤坝和洼地等小地形.
海沟主要分布在活动的大陆边缘.世界上最重要的海沟几乎全部聚集在太平洋,例如世界最深点所在地——马里亚纳海沟就在太平洋的西部.大西洋的波多黎各海沟和南桑威奇海沟虽然相距遥远,但它们共同的特点是,它们所处的位置都与太平洋有关,那里的大西洋底或是和太平洋底相连接,或是仅隔一条狭窄的陆壳.
由于深海的探险极为艰难,耗资巨大,所以到现在为止,探险家们亲自下海测量的海渊,只有“的里亚斯特”海渊.其他海渊的深度都是依靠安装在海面船只上的探深仪测得的.
2.十大海渊
人类对海洋深度的探测很早就开始了.麦哲伦在1522年10月率船队进入太平洋后,就想测定太平洋的深度.他用长度只有200～300米的探测索去探深,没能探到海底,因而就认为那是太平洋的最深处.现在看来,他的判断愚蠢得很,因为后来实际测得那里的深度是3000米,相差竟达十倍.
到20世纪50年代,人们掌握了先进的测深技术,才陆续找到真正的海渊.现在已经探明,全球超过万米深的深渊就有十多处,让我们看看前十位的排行榜吧：
勇士1号海渊
这是高居榜首的海沟.最深处达11,034米,位于马里亚纳海沟的南端.这个海渊是由前苏联的海洋测量船勇士号于1957年8月18日测得的,所以被称为“勇士1号”海渊.
的里亚斯特海渊
世界第二深渊,最深处11,022米,也在马里亚纳海沟.它以下潜的深潜器的名字命名,而该深潜器的名字又是这只深潜器的诞生地——意大利的的里亚斯特市的市名.深潜器名就是市名,有意思吧!
勇士2号海渊
世界第三深渊,最深处有10,882米,是南半球最深的地方,位于汤加海沟中段.它也是前苏联海洋测量船勇士号发现的.
挑战者海渊
世界第四深渊,深度为10,863米,也在马里亚纳海沟,在勇士1号海渊东面.它是由英国海洋观测船挑战者号于1951年探测到的,一度曾被认为是世界第一深渊.
拉马波海渊
世界第五深渊,深度为10,680米,在伊豆小笠原海沟内.是美国军舰拉马波号发现的.
千岛-勘察加海渊
世界第六深渊,勇士号海洋观测船测到的世界第六深渊,深达10,542米.
活雕像海渊
是菲律宾海沟的最深处,世界第七深渊,深度为10,540米.这是丹麦军舰活雕像号在1951年探测到的,该舰还成功地从10,190米深的海底取到了生物标本.
约翰逊角海渊 世界第八深渊,深度为10,497米,在菲律宾海沟中部,是美国军舰约翰逊角号于1954年7月测得的.
埃姆登海渊
世界第九深渊,在菲律宾海沟内,深达10,400米,德国军舰埃姆登号于1927年4月29日发现.
勇士3号海渊
在汤加海沟南方的克马德克海沟内,深达10,047米,也是前苏联的勇士号船在1957年发现的,可称为世界第十大深渊.
3.大洋最深处的奥秘
海沟作为一种地质形态构造,是洋底最深的地方,可以把它们比拟为“倒过来的山脉”.有意思的是,深海沟大多不在大洋的中部,而是位于大洋的边缘.太平洋西部边缘的岛屿外侧就是世界最著名的海沟分布带.从北到南依次有阿留申海沟、千岛海沟、日本海沟、马里亚纳海沟、菲律宾海沟和汤加海沟等.
想亲眼目睹深海沟的风采是非常困难的.因为水越深,压力就越大.水深每增加10米,就要增加一个大气压,在10,000米的深海沟里,水的压力就是1000个大气压.也就是说,像指甲那么大的面积,就要承受一吨的压力.1960年1月23日,雅克·皮卡尔驾驶自己研制的深潜器的里亚斯特号,下潜到马里亚纳海沟距海面11,022米的里亚斯特海渊底部,实现了人类的夙愿.马里亚纳海沟是世界海洋中最深的地方(11,034米),如果把海拔8848米的世界第一高峰——珠穆朗玛峰“放”到这里,峰顶距海平面还有2186米!
海沟大都紧靠着呈弧形分布的岛群或大陆边缘山脉,而这里正是大陆与海洋的交界地带.海沟的深度通常为6000～10,000米,比一般洋底要深3000～5000米之多.也就是说,海沟是大陆与大洋两类不同板块之间的接缝处.长期以来,它具有的特殊形状和极大的深度引起科学家的广泛关注.近年来,对海沟地形的大量勘测表明,世界大洋中深度超过7000米的海沟共有23条,其中有19条分布在太平洋.这些海沟的横截面均呈“V”形,但海沟最深处或海沟底部总有一段平坦的地形,这显然是松散物堆积在沟内造成的.
海沟众多的太平洋边缘地区,是世界著名的大地震带,也称环太平洋地震带.1976年1月14日,斐济—克马德克群岛间的海沟曾发生8级强震.伴随地震,常有大规模的地面变形、断裂和崩塌现象发生.1891年10月28日,日本横滨大地震,产生一条长160千米的裂缝；1899年,阿拉斯加大地震,许多岩块突然移位,移动距离达10～15米,改变了海岸原有的形态,使岸边森林陷入海中；1906年,美国加利福尼亚大地震时,使长达450千米的圣安德列斯断层突然滑动,并产生新断层穿过旧金山……
太平洋边缘深海沟的断裂活动、强震以及突然的海底变形,常常伴随着大海啸.据统计,公元479年～1956年,在太平洋总共发生308次大海啸,次数之多居世界各大洋之首.
海沟众多的太平洋边缘地带,有众多的火山岛,因此又有“太平洋火圈”之称.地球上的522座活火山,有322座在太平洋地区,而且大部分分布在太平洋边缘地带.在阿拉斯加,约有80座火山,其中有四十多座是活动的.1976年1月23日,阿拉斯加岛屿上的一次火山喷发,简直就像有颗原子弹在岛上爆炸一样,浓烟和火山灰形成的巨大蘑菇云扶摇直上,飞上一万二千米的高空,这座名叫“圣·奥古斯”的火山,几个世纪以来一直在周期性地活动.在日本的165座火山中,有54座是活火山,著名的富士火山1951年还曾喷发过一次.在菲律宾,高耸的圆锥形火山林立,构成奇特秀丽的美景.菲律宾最高的山峰(海拔2954米——阿波火山,就是一座仍在冒烟的活火山.中国台湾岛有大屯火山群,它东边的龟山岛、火烧屿、红头屿等也是火山体.
4.海渊的成因
关于大洋深海沟,有许多需要深入探索的科学问题.比如,这些海沟究竟是什么时候形成的?现在是否处于海沟发展的终结阶段等等.其中,科学家最为关注的是：大洋深海沟究竟是怎样形成的?这也是现代海洋科学研究的重大课题之一.
20世纪60年代以来,由于地震学的长足发展,一些科学家试图从研究地震入手,解释深海沟地区的运动问题.大家知道,让一碗滚烫的米汤在碗中不停地旋转,如果米汤的密度不同,较重的部分就会下降,而较轻的部分则会上升,就像把油和水混在一起,油马上就会浮上来一样.这就是对流.又如,锅中的水经过反复加热,锅底的水受热后发生膨胀,体积增加密度变小而变轻,轻的部分就上升；同时,上面的冷水就会下降.地球内部的物质对流也是如此,地幔下面温度高的物质发生热膨胀后,就会像热锅中的水那样产生热对流,使热物质上升.这股上升的热物质流,产生巨大的向上冲力,造成大洋海岭中央部位裂开,形成裂谷带和断裂带.进一步扩散的地幔流产生横移,在大洋边缘部位与大陆相碰撞,以后就在那里下沉,从而完成了一个大循环.而温度相对较低的地幔流下降时,地壳也随之被带动产生凹陷,结果在大陆边缘部位产生了深海沟那样的凹地.
以上介绍的,是根据当今最流行的“板块构造”说,对深海沟形成的原因给予的解释.应当指出,地幔对流说起来很简单,证实起来相当困难.大规模的地幔对流是否真实存在?假如真的存在,它能否在地壳之下沿着大洋底部横向流动的呢?关于这一点至今并未得到证实.
