红海为什么会扩张?

1978 165438+10月14,北美阿杜的卡巴火山突然喷发,浓烟滚滚,大量熔岩溢出。一周后,人们发现阿拉伯半岛与相距遥远的非洲大陆之间的距离增加了1米,也就是说,红海在7天内扩大了1米。

红海是一个奇怪的海洋。它不仅膨胀缓慢,而且几处水温极高,超过50℃。红海海底蕴藏着丰富的高品位金属矿床。这些现象长期得不到科学的解释,被称为红海之谜。

红海的神秘始于20世纪60年代。海洋地质学家解释说,红海的奥秘在于海底的一系列“热洞”。科学家们在对世界各地的海底进行详细调查后发现,海底像陆地一样有高山和深谷,呈起伏状。在海底地形图上,我们可以看到有一个长75000多公里,宽960多公里的巨大山系贯穿全球海洋。科学家称这个海底山脉系统为“大洋中脊”,狭长的红海正被大洋中脊跨越。沿着洋中脊顶部,还有一个纵向断裂带。裂谷宽度约13 ~ 48公里,窄的900 ~ 1200米。科学家还通过水文测量发现,裂谷中部附近的海水温度特别高,仿佛下面有一个火炉在燃烧,形象地称之为“热洞”。科学家认为,正是不断从滚烫的洞穴中涌出的地幔物质加热了海水,产生了矿藏,推动海底向两侧扩张。

从65438年到0974年,法国和美国开始联合实施大洋中部水下研究计划。计划的第一个目标是探访亚速尔群岛西南124公里处的大西洋中部裂谷带,类似于红海海底。

深潜器中的科学家们沿着大洋中脊移动到裂谷中,亲眼看到裂谷正在喷出炽热岩浆的“热洞”旁边缓缓张开。“热洞”周围的水温特别高。美国地质学家巴特把潜水温度探测器放在“热洞”附近的热水喷泉里。潜水器内指示器上的指针超过了华氏650度的最高刻度,温度计因超量程而熔化。事后确认水温达到了华氏1000度左右。

由于“热洞”周围海水的高温,形成了独特的海底地貌。一般情况下,岩浆喷出后,遇到冰冷的海水会迅速凝结,形成球根状的桃形玄武岩块,而“热洞”附近喷出的岩浆在过热的海水中旋转、盘旋、缓慢冷却,形成特殊的海底熔岩浆。

法国地质学家肖克龙对海底拉伸和破裂的过程进行了详细的调查。他形象地把海底的扩张比作一块两端拉长的软糖。被拉得越来越薄的地方,中间成了低洼区最后断裂,岩浆从那里喷出,把海底推向两边。海底正在慢慢扩张。根据美国双子座飞船的测量,我们已经知道红海的扩张速度是每年2厘米。

海洋科学家的海底探索不仅解开了红海扩张之谜,还意外发现了海底裂谷附近奇怪的生物群落和喷出黑色矿物“烟雾”的“烟囱”。

过去人们认为地球上的生命是由阳光支持的。有了阳光,植物才能生长,有了植物,植物才能养活动物,甚至食肉动物。1977年2月,当科学家们乘坐“阿尔文”号潜水器在太平洋加拉帕戈斯群岛水下裂谷附近时,他们发现了一个独特的生态系统,在通常几乎没有生命的深度不依赖阳光。在海底的某些区域,水温高得惊人,这里聚集着巨型贝类、蠕虫、螃蟹等生物,形成了一片“绿洲”。遗憾的是,由于生物学家没有参加这次考察,研究工作没有深入。

1978年,法国、美国和墨西哥的科学家在北纬21度的加州湾口东太平洋裂谷带的一些休眠海底喷泉中发现了死巨蛤。这些巨型蛤蜊与1977年在加拉帕戈斯地区发现的蛤蜊几乎相同。新发现表明,水下生物群落的存在与海底的热喷泉有关。一旦热喷泉停止喷射,海底的绿洲就会消失。

1979年,科学家重返加拉帕戈斯群岛,在海底发现了一幅令人眼花缭乱的生物群落图:热泉喷口周围生长着红嘴蠕虫,附近爬行着盲短颚蟹,海底栖息着异常巨大的棕色蛤蜊和贻贝,海葵像花朵一样盛开。奇怪的蒲公英状有孔虫用丝把自己绑在喷泉附近。最引人注目的是那些白色的类似塑料的管子,有2 ~ 3米长,从中伸出血红色的虫子。

科学家研究了不寻常的蠕虫。这些虫子没有眼睛,没有肠子,也没有肛门。解剖学发现,这些蠕虫是有性繁殖的,可能是通过将卵子和精子分散在水中进行受精。它们依靠30多万只触角来吸收水中的氧气和微小的食物颗粒。

科学家们对喷泉口的生物氧化和生长速度特别感兴趣。放化实验表明,喷口附近的文蛤每年生长4厘米,其生长速度比能活百年的深海文蛤快500倍。这些虫子和蛤蜊出奇的红。它们的红色是由血红蛋白引起的,它们的血红蛋白对氧气有着非凡的亲和力,这可能是对深海缺氧条件的一种适应性。

生物学家认为深海绿洲的奇迹是由海底裂谷中的温泉造成的。温泉把附近的水温提高到12 ~ 17℃。在高压和温暖的海底下,喷泉中的硫酸盐会变成硫化氢。这种难闻的化合物可能是某些细菌新陈代谢的能量来源。细菌在喷泉口迅速繁殖,达到1立方厘米,1百万。大量细菌成为蠕虫甚至蛤蜊等较大生物维持生命的营养物质。喷泉口的悬浮食物比饵料丰富的水表多4倍。这样,来自地球内部的能量维持着一个特殊的生物链。科学家称这种程度为“化学合成”。

科学家已经在海底发现了五个这样的绿洲,这是加拉帕戈斯水下裂谷附近2500米深的地方。世界海洋中的裂谷长达75000多公里,包括许多温泉,那么会有多少绿洲呢?会有更多的生物群落吗?这些问题不仅关系到人类对海洋的开发,也关系到生命起源这一基础理论课题的研究。

海水含有多种化学元素,其中106种元素,有80多种可以在海水中找到。海底下也有丰富的矿藏。一般认为,海洋中的元素和矿物质来自陆地,随河流流入大海。

然而,科学家发现海水中的元素含量是不平衡的。与土地相比,锰的比例过高,镁不足。对海底的调查还发现,许多矿床元素在洋中脊附近最多,向两侧逐渐减少,这说明海中的元素并不仅仅来自陆地。

美国地质学家巴里特在进行海底调查时,发现海底温泉附近有3 ~ 7米高的海底“烟囱”喷出黑色“烟雾”。“烟”其实是含有高浓度矿物质的高热溶液,“烟囱”本身也是喷出的矿物质遇到海水后冷沉淀形成的。这一发现揭开了海水成分的神秘面纱。科学家提出了深海底部的温泉将地球深处的矿物质带出,但海水也会沿着裂缝渗入地球内部的观点。据估计,海水每1000 ~ 2000万年在地壳中循环一次。海底的热浪金属矿床,包括铜、锡、银、钴、锌、硫等。,而地球上很多最有价值的矿藏都是这些携带金属的热泉造成的,红海海底金属矿床的富集就是一个典型的例子。从温泉喷口的水中直接取样也证明,在洋壳内部循环过程中,海水损失了部分镁,增加了锰。

根据进化论的观点,人类最早是由海洋中的原生动物进化而来的。现在人类又要去海洋了解海洋了。海洋深处对于今天的人们来说,基本上是一个未知的王国。去深海并不比去月球容易多少。为了深入这个未知的王国,你需要一次准备好几个月,但你只能在那里呆几个小时。初步调查的成功激起了人们更强烈的好奇心。人们不禁要问,海洋深处还有哪些新的更大的秘密等着我们去发现?