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海底峽谷
橫剖面呈V字的海底地形
基本信息
| 別名 | 水下峽谷 |
| 位置 | 大陸坡上 |
| 中文名 | 海底峽谷 |
其他信息
| 特征 | 頭部多延伸至陸坡上部或陸架上 |
| 成因 | 河谷被淹沒(méi)于海下 |
簡(jiǎn)介
海底峽谷亦稱(chēng)“水下峽谷”。是大陸坡上深切的大峽谷。海底上的谷地同陸地上的谷都是多成因的，因此不能把各種不同成因的海谷都稱(chēng)為海底峽谷。海底峽谷的橫剖面呈V形。谷壁陡峻且帶有階梯狀陡坎，谷底有小盆地及高差幾十米的橫脊，大多數峽谷蜿蜒帶有分枝，谷壁上有大量巖石露頭，少數為直線(xiàn)形輪廓，大多數峽谷都切割在花崗巖層或玄武巖層中。
少數峽谷可上溯到大陸架與河流相連接，具有河谷的形態(tài)。其形成中起主要作用的是構造因素與海底濁流的侵蝕作用。大陸坡是地殼的活動(dòng)地帶，在形成大陸坡過(guò)程中有一系列階梯狀斷裂及垂直大陸坡走向的縱向斷裂構成海底峽谷的雛形，而后有濁流及海底滑坡的修飾改造。
海底峽谷這個(gè)概念，最早是19世紀末由地理學(xué)家們提出來(lái)的。由于人們掌握的資料少，海底峽谷這個(gè)詞常被不很?chē)栏竦赜脕?lái)表示海底各種各樣的山谷和狹長(cháng)的洼地。近幾十年，海洋地質(zhì)學(xué)家們根據海底峽谷的物理特征，不斷探討它的形成原因。
特征
海底峽谷
全世界所有的大陸坡幾乎都有海底峽谷分布。但在傾角小于1°的平緩陸坡，以及有大陸邊緣地、海臺或堡礁與陸架隔開(kāi)的陸坡上，海底峽谷比較罕見(jiàn)。有些海底峽谷與陸上河谷（或古河谷）相鄰接，但也有不少海底峽谷，尚未發(fā)現與陸上河谷有任何聯(lián)系。
成因
海底峽谷
① 河谷被淹沒(méi)于海下。由于某些海底峽谷形狀類(lèi)似陸上河蝕峽谷，故一些學(xué)者認為海底峽谷是河流切割而成。河流注入海洋后，由于較輕的河水浮于海水之上，故海底峽谷不可能是現代河流刻蝕出來(lái)的，但地質(zhì)時(shí)期河流切割形成的陸上峽谷，隨著(zhù)地殼下沉或海面上升，可淹沒(méi)于海下成為海底峽谷。如地中海地區科西嘉島的海底峽谷，它與相鄰陸上河谷的坡度連續一致，可以認為這種峽谷是受淹的河谷。但有些海底峽谷處于海面以下一、二千米甚至更深之處，而海平面抬升的幅度不可能達到這樣大，并且海底峽谷又廣泛地見(jiàn)于構造上升地區，故河谷被淹沒(méi)在海下這種形成方式，不能作為海底峽谷的普遍成因。有一些與陸上河谷相延續的海底峽谷，二者相接處的坡度突然發(fā)生轉折，海底峽谷的坡度比鄰接的陸上河谷的坡度陡得多，可見(jiàn)它們也不是被淹沒(méi)的河谷下段。
② 濁流侵蝕作用。是大多數海底峽谷的成因。1936年，R.A.戴利首先提出，海底峽谷是濁流侵蝕作用的結果。盡管多年來(lái)并未在峽谷中直接測到高速的濁流，但大量的間接證據，如：峽谷頂部陡峭乃至倒懸的谷壁，谷底的波痕和流痕，不時(shí)向下游移動(dòng)的砂礫，具粒級遞變層理的谷底沉積巖心，峽谷口外發(fā)育巨大的海底扇，谷底及海底扇中有砂、淺水生物和陸上植物的碎屑等均表明峽谷中必定有較強的流體通過(guò)；特別是1929年紐芬蘭大灘地震后，向著(zhù)陡坡下方的海底電纜依次折斷，證明有強大濁流存在。人們推斷在第四紀低海面時(shí)，由于河流攜帶著(zhù)大量沉積物在大陸坡頂部附近入海，濁流作用特別強烈，故有許多海底峽谷主要在此時(shí)發(fā)育。
類(lèi)型
從物理特征來(lái)講，海底峽谷與陸地上的峽谷是相似的。峽谷的形態(tài)呈“V”字形，谷壁高而陡，谷底向大洋方向傾斜，谷壁多巖石。海底峽谷根據形成原因和物理特征不同，有以下四類(lèi)：
海底扇形谷
這種海底峽谷谷口向外擴展，由大量的沉積物質(zhì)構成，沉積呈扇面形，在許多情況下，這是海底峽谷谷底的延伸。扇形谷的另一特征是谷壁兩側陡峻，一般高度在200米左右。
陸架溝渠
陸架溝渠是一種穿過(guò)大陸架的較淺的谷地，它們的谷壁高度很少超過(guò)183米，而且溝渠多分布在一些大陸架邊緣的盆地處。實(shí)際上，這種陸架溝渠在海洋底部的存在并不普遍。科學(xué)家們發(fā)現比較典型的有紐約海岸外的哈得遜溝渠、英吉利海峽中的赫德海溝、愛(ài)爾蘭海中的圣喬治溝渠等。
這種槽形谷地多在冰川侵蝕海岸外的大陸架上，其深度多在183米以上。冰蝕槽的底部有一些不大的盆地和一些分支。一般冰蝕槽寬度為80千米左右，深度在500～600米。最為著(zhù)名的冰蝕槽是勞倫琴冰蝕槽，它從圣勞倫斯灣開(kāi)始，延伸1046千米，到薩格納河外241千米的大陸架邊緣處。這種冰蝕槽的形成原因，多數學(xué)者認為，大概是在大陸架露出水面時(shí)，由于地球正處在冰川時(shí)期，巨大的冰川流過(guò)，把地殼切割成巨大的溝槽。這方面的證據已經(jīng)找到不少。
深海峽
分布于深海底的深海峽谷，其剖面形狀似槽形，現在還弄不清楚它們是不是扇形谷的延續，但它們的走向，有的是與大陸邊緣平行的，有的卻與大陸邊緣保持一個(gè)很大的角度。最為著(zhù)名的深海峽谷，是從格陵蘭西海岸外開(kāi)始，一直延伸到格蘭德灘尖端外的洋中海峽谷。這條深海峽谷的深度，比其周?chē)５椎纳疃冗€深約91米，寬度僅為2.4～6.4千米。一些地質(zhì)學(xué)家認為，這種深海峽谷可能是在海底濁流的沖擊分割之下形成的，因為，海流在通常情況下，不大可能在這里卸下所攜帶的沉積物。
海谷
海底為何多峽谷
海底峽谷
其實(shí)，海底世界也象陸地一樣，有綿延的群山和縱橫交錯的峽谷，有廣袤的平原和深陷的盆地。海底峽谷一般橫貫于大陸架和大陸斜坡，呈直線(xiàn)形，峽谷的兩壁是階梯狀的陡壁，其橫斷面呈"V"字形。
海底峽谷的地勢非常壯觀(guān)。如恒河口到孟加拉灣的海底峽谷，寬達7千米，深70米以上，長(cháng)達1800多千米，一直潛入5000多米深的印度洋底。目前通過(guò)衛星探測到的海底峽谷已達幾百個(gè)，它們宛若一條巨龍，尾巴留在大陸架，而龍頭則探進(jìn)了大洋底。海底峽谷的神秘奇異令人瞠目。在美國的加利福尼亞海岸附近，有一條深達1200米的海底峽谷，在這個(gè)峽谷地帶，找不到任何生物。經(jīng)科學(xué)家們探測研究，才發(fā)現了這條海底峽谷覆蓋著(zhù)一條厚厚的棕泥的"絨毯"，那里沒(méi)有一絲生物賴(lài)以存活的氧氧氣，生物一旦進(jìn)入此地，就會(huì )因缺氧而窒息死亡，成了地球上生命的真空地帶而被稱(chēng)作"死谷"。
海底峽谷是怎樣形成的呢？這個(gè)問(wèn)題人們一直眾說(shuō)紛紜，有著(zhù)幾種解釋。比較一致的說(shuō)法是，海底峽谷是大陸坡上的沉積層在地震作用下順大陸斜坡滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的沉積流的結果。在冰川時(shí)期，海平面顯著(zhù)下降，大陸架變成了大面積的淺水區，在風(fēng)暴和浪潮的作用下，淺下區的泥沙被海浪攪拌起來(lái)，形成比重較大的沉積層，這種沉積層由于地震所產(chǎn)生的強大作用力，象一股巨大的激流，從大陸架流出，沿著(zhù)大陸坡流到大洋底，而地殼活動(dòng)的頻繁地帶又多在大陸坡，地殼的斷裂形成了海底峽谷的雛形。強大的海底沉積流順著(zhù)海底裂縫滑動(dòng)，經(jīng)過(guò)漫長(cháng)的歲月，形成了今天海底峽谷的面貌。對海底峽谷產(chǎn)生的原因，目前還不能定論，科學(xué)家們還在進(jìn)一步研究探討，總有一天，會(huì )被徹底揭示出來(lái)。
相關(guān)資料
德國科學(xué)家發(fā)現海底超級大峽谷
事實(shí)上，地球上還有許多人類(lèi)的“觸角”尚未伸及之處。德國不來(lái)梅大學(xué)科研工作者最近在非洲西海岸的海底發(fā)現了一個(gè)超級大峽谷就是一例。據悉，該大峽谷長(cháng)達900公里，部分地方的寬度達2-3公里，從水深為200-250米的大陸架開(kāi)始，一直延伸到遠離海岸的海下3200-3300米的深處。而在去年由英國學(xué)者繪制的“非洲沿岸海底地形圖”上，還根本沒(méi)有這個(gè)超級大峽谷的蹤影呢。
不來(lái)梅大學(xué)海洋邊緣研究中心的舒爾茨和他的同事，一直致力于研究海底峽谷。前不久他們駕駛著(zhù)“隕星號”科研船，在西非海岸的毛里求斯的海域考察時(shí)，非常偶然地發(fā)現了這個(gè)巨大的海底大峽谷。科學(xué)家們介紹說(shuō)，像非洲這樣的大陸板塊，并不是到了海邊就戛然而止了，相反它更多地在水下悄無(wú)聲息地繼續延伸到深海之中。據測定，該大峽谷位于一片廣袤的海底石山之中，切入的溝塹深達300米，而且在大起大落中又蜿蜒曲折，故其驚險和壯美程度，完全可以跟陸上世界的任何著(zhù)名大峽谷媲美。
科學(xué)家們認為，此大峽谷是在所謂的“泥流”作用下生成的。這些強勁的泥流沿著(zhù)大陸架流向海底深處，經(jīng)過(guò)千百萬(wàn)年時(shí)間的沖擊，就像河水劈開(kāi)大山一樣，也深深地切入大陸架。只不過(guò)這種泥流，并不是時(shí)刻都有的。對海底鉆孔樣品的分析結果表明，它們每隔2年到3年，才出現一次。科學(xué)家們還利用地震測量的手段，確定出大峽谷沉積層的年齡：該海下大峽谷至少在1000萬(wàn)年之前就已經(jīng)形成了。
這個(gè)大峽谷的發(fā)現，也為沉積物是如何從大陸邊緣流向深海提供了新的解釋。看來(lái)，這里存在兩種完全不同的機制：一種就是泥流，它們更多地是把沉積物，在一個(gè)峽谷的有限范圍內運送，就像現在發(fā)現的大峽谷的情況一樣；另一種，是大面積的滑坡方式，也就是大陸架上極其大量的沉積物剝落，最后雪崩般地滑向海底深處。而當大陸架發(fā)生這類(lèi)滑坡時(shí)，許多有機物也被一同送到海底。假如了解了這一過(guò)程，將有助于將來(lái)在海底尋找天然氣或者是石油。另一方面，也有助于預測變幻莫測的海嘯，因為海底雪崩般的滑坡正是引發(fā)海嘯的導火索。
參考書(shū)目
1，J.H.McD.Whitaker，ed.， Submarine Canyons andDeepSea Fans，Dowden，Hutchinson & Ross,Pennsy-lvania，1976.
2,http://www.gmw.cn/01gmrb/2006-01/13/content_360823.htm
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