在西太平洋馬里亞納群島以東約200公里處,存在著一條巨大的海溝,它就是馬里亞納海溝,這條海溝在整體上呈月牙形,其平均寬度約為70公里,長度約為2550公里,最深處可達(dá)11公里左右,是地球上已知的最深的海溝。
或許你不知道的是,馬里亞納海溝除了深度驚人之外,還有一個(gè)引人注目的特點(diǎn),那就是它一直在大量地吞噬海水,根據(jù)科學(xué)家的估算,這條海溝吞噬海水的規(guī)模大約為每年30億噸,并且已持續(xù)上百萬年的時(shí)間。下面我們就來看看這具體是怎么回事。
需要知道的是,地球的巖石圈并不是一個(gè)整體,而是分為了若干個(gè)板塊,這些板塊或大或小,隨著地球內(nèi)部的物質(zhì)活動,它們也會不斷地移動和變化,在此期間,板塊和板塊之間就會不可避免地發(fā)生碰撞。
在有些時(shí)候,兩個(gè)板塊的碰撞會彼此擠壓,進(jìn)而在地球表面上形成高高隆起的山脈,比如說著名的喜馬拉雅山脈,就是歐亞板塊和印度板塊的碰撞造成的,而在有些時(shí)候,當(dāng)兩個(gè)板塊碰撞時(shí),其中的一個(gè)板塊會直接向另一個(gè)板塊的下方潛入,這種現(xiàn)象就被稱為“板塊俯沖”。
實(shí)際上,馬里亞納海溝的形成就與“板塊俯沖”密切相關(guān),它所在的區(qū)域其實(shí)就是太平洋板塊和菲律賓板塊相互碰撞的區(qū)域,由于太平洋板塊的密度相對較大,位置相對較低,因此它就會俯沖到菲律賓板塊之下,進(jìn)而形成了馬里亞納海溝。
由于馬里亞納海溝非常深,對其進(jìn)行直接探測的難度極高,因此科學(xué)家采用了一種間接的探測方式——利用地震波,簡單來講,當(dāng)?shù)卣鸩ㄔ诘厍騼?nèi)部傳播時(shí),會受到不同介質(zhì)的影響,從而改變它們的速度、方向和振幅,通過對馬里亞納海溝附近區(qū)域的地震波進(jìn)行長時(shí)間地監(jiān)測和分析,我們就可以間接地知道那里正在發(fā)生什么。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn),在馬里亞納海溝之下的俯沖帶之中,地震波的傳播存在著一些異常的低速區(qū)域,而這也就意味著,這些區(qū)域中含有大量的水,因?yàn)樗畷档蛶r石的剛度,從而使地震波的速度減慢。
這些水是什么水呢?答案當(dāng)然就是被馬里亞納海溝吞噬掉的海水,通過對比不同深度和位置的低速區(qū)域,再輔以地球板塊運(yùn)動模型的推演,科學(xué)家估算出,馬里亞納海溝吞噬海水的過程已持續(xù)了上百萬年,平均每年吞噬掉的海水,大約為30億噸,也就是說,在過去的日子里,這條海溝大概吞掉了3000萬億噸的海水。
不得不說,這個(gè)數(shù)字是令人吃驚的,那么,馬里亞納海溝吞掉的海水到哪去了呢?我們接著看。
在太平洋板塊的俯沖過程中,海水可以通過兩個(gè)途徑進(jìn)入俯沖帶之中:1、在俯沖前,俯沖帶的裂縫和孔隙中會滲入大量的海水;2、在俯沖過程中,隨著深度的增加,地球內(nèi)部的溫度和壓強(qiáng)也會不斷上升,當(dāng)溫度和壓強(qiáng)達(dá)到一定程度的時(shí)候,那里的巖石就會與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使得一些原本不含水或含水很少的巖石轉(zhuǎn)變成了含水較多的巖石。
所以我們可以將馬里亞納海溝吞噬海水的過程簡單地理解為,俯沖的板塊就像是一個(gè)巨型的“海水吸收器”,它源源不斷地海水帶入了地球深處。那這些海水是否就會一直停留在地球深處呢?答案是否定的。
隨著俯沖過程的持續(xù),那些含水巖層會越來越深入地下,而這也就意味著,它們所在的環(huán)境溫度和壓強(qiáng)也在不斷上升,由于含水巖層的熔點(diǎn)相對較低,因此當(dāng)深度達(dá)到一定程度時(shí),它們就更容易熔化,進(jìn)而形成巖漿,而由于巖漿的密度相對較小,因此它們就會向上“浮動”,并最終從地殼中的薄弱區(qū)域向外釋放。
一種最常見的釋放方式就是火山,要知道火山并不是只存在于陸地上,其實(shí)海洋深處也存在著海底火山,實(shí)際上,在馬里亞納海溝的附近區(qū)域,就存在著大量火山噴發(fā)的痕跡,它們在整體上呈弧形分布,與馬里亞納海溝的形狀相互對應(yīng),而這也就意味著,被馬里亞納海溝吞掉的海水,大多數(shù)都是通過這些火山重新回到了地球表面。
(↑馬里亞納海溝地形圖,顏色代表深度,紫色最深,紅色最淺,綠色則是海平面以上的島嶼)
當(dāng)然了,我們也不能排除被馬里亞納海溝吞掉的海水有一部分進(jìn)入了地球更深的地方,并長時(shí)間地在那里停留,但我們也不必為此擔(dān)心,畢竟與地球高達(dá)136億億噸的儲水量相比,這點(diǎn)水可以說是不值一提,更重要的是,地球表面其他區(qū)域的火山噴發(fā),也可以將地球深處的一部分水釋放出來,從而達(dá)到一個(gè)相對平衡的狀態(tài)。