海水的運動及其地質(zhì)作用 洋流 海水大規(guī)模的定向流動,稱為洋流或海流(ocean current 或 sea current)。洋流的速度一般不超過0.5~1.5m/s。它既見于海水表層,也能形成于海水深部;既發(fā)生在近岸地帶,也分布于遠海水域。表層洋流影響深度一般不超過100m,深部洋流可見于深海底。 定期到來的信風(fēng)(trade wind)是引起表層洋流的主要原因。風(fēng)對水面的拖曳力及施加于波浪迎風(fēng)面的壓力,使海水前進速度減慢不同,水域的溫度差對表層洋流的形成也有重要影響。 赤道地區(qū)溫度較高的海水流向高緯度地區(qū),是為暖流(warm current);高緯度地區(qū)的寒冷海水流向赤道地區(qū),是為寒流(cold current)。兩者構(gòu)成表層海水的循環(huán),深部洋流的形成主要受海水密度控制。 高緯度地區(qū)表層海水結(jié)冰,所含鹽分便向下轉(zhuǎn)移,從而提高下層海水的含鹽度和密度。這種溫度較低、密度較大的水體一邊下沉,一邊向赤道方向流動,促使低緯度地區(qū)下層的海水上升并向高緯度方向流動,遂構(gòu)成大規(guī)模海水的深部循環(huán)。洋流的運動方向還受到盛行風(fēng)的方向、科里奧利效應(yīng)、大陸的輪廓、島嶼和海底地形等因素的影響。 洋流對海底有輕微的侵蝕作用并能搬運細(xì)粒的碎屑物質(zhì)。海底磷礦是生活在水深1-150m深處的生物所產(chǎn)生的磷酸鹽物質(zhì),通過上升流(uplifted current)帶到淺水地帶后,再通過生物化學(xué)作用而沉淀形成。沿陸坡等深線方向流動的深部洋流,稱為等深流(contour current)。它的流速低,一般僅為3~30cm/s,能對陸隆上的沉積物進行沖刷、搬運和沉積,主要見于大西洋西部的陸隆上。 磷礦 濁流 基本特征 濁流(turbidity current)是一種含大量碎屑物質(zhì)因而密度大(可達1.5-2.0g/cm3),并以較高速度向下流動的水體。濁流發(fā)源于大陸架或大河流河口的前緣,那里堆積的松散沉積物厚度較大。在強大的波浪攪動、地震震動、河水的沖擊以及海底滑坡等因素的激發(fā)下,這些松散沉積物沿斜坡向下滑動并擴散于海水中,形成濁流。 其中以大規(guī)模的海底滑坡作用最為重要,而地震與河口前緣松散物的過量堆積則是觸發(fā)海底滑坡的因素。濁流難被人們直接觀察,但是有許多事實可以證明它的存在: (1)在大洋底部發(fā)現(xiàn)有生活在淺水中的底棲動物介殼(或骨骼)、植物碎片,以及具有淺水特征,且分選良好的砂質(zhì)、礫質(zhì)沉積物。只有能量強大的濁流才能將這些原先存在于淺水的物質(zhì)搬運到洋底。 (2)海底電纜在海底滑坡發(fā)生后很快被折斷。如1929年12月18日,紐芬蘭南部大灘的一次強烈的海底地震后,震中附近的海底電纜立即被折斷,相距數(shù)十萬米的其他五條海底電纜在地震后13小時內(nèi)也相繼被海底地形的濁流通道折斷。之后,在160930km2范圍內(nèi),深海成因的黏土沉積物上面堆積了0.4~1m厚度的粉砂。據(jù)此推斷,地震引起滑坡,并立即形成了速度約19.1m/s的濁流,沖斷了海底電纜并沉積了粉砂物質(zhì)。 (3)注入清水湖泊中的渾濁河水能形成湖中濁流。如美國科羅拉多河的渾濁洪水流進米德湖后,轉(zhuǎn)變成為多股濁流沿湖底運動,運行了100~140km后的數(shù)日,渾水還從另一出口(排水閘門)流出。另外,羅納河的渾水流入日內(nèi)瓦湖所形成的濁流,竟在湖底侵蝕出一條水道。將密度較高的渾濁水注入盛有清水的水槽中,便可以看到渾濁水體即濁流在清水中整體性地向前運動。 美國科羅拉多河 羅納河(作品《星空》) 地質(zhì)作用 一般來說,濁流密度高、規(guī)模大且速度快,具有很強的侵蝕與搬運能力,對海底沉積物的沉積和海底地貌形態(tài)的塑造起著重要作用。橫切大陸架和大陸坡并終止在陸隆上的海底谷地,即海底峽谷(submarine canyon),是濁流侵蝕的產(chǎn)物,也是濁流運動的通道。它普遍見于大陸及大型島嶼的邊緣,谷深數(shù)百米、寬數(shù)千米。其首部常位于大河河口,其前端在陸隆上分散成許多支谷。如中大西洋北部格陵蘭和布拉多之間有一條世界最長的海底峽谷,它由北向南延伸到深度為50m的深海平原上。 海底峽谷原先可能是河口的水下部分,后來因受到濁流侵蝕而擴大。海底峽谷的前端常堆積有巨型扇狀沉積體,稱為海底沖積堆(submarine alluvial cone)或深海扇(deep sea fan)。它由濁流沉積而成,如恒河河口外就有巨大的深海扇。 海底峽谷 現(xiàn)在普遍認(rèn)為,陸隆是由濁流搬運物沉積而成的。當(dāng)濁流從大陸坡向下流到這里后因地形突然變緩,流速驟減,其導(dǎo)致濁流中碎屑物發(fā)生沉積。沉積體成為向洋底方向變薄的楔狀體。在陸降上未沉積下來的細(xì)小懸浮物質(zhì)被進一步帶到前緣的深海平原上,大洋盆地也全部沉積下來。因而許多深海平原上的細(xì)小沉積物被認(rèn)為是濁流成因的。 注:'天天學(xué)普地'欄目的內(nèi)容摘錄自舒良樹版《普通地質(zhì)學(xué)》 |
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