30億噸!馬裡亞納海溝正在大量吞噬海水,為何海平面沒有下降?

2020年11月10日,中國“奮鬥者”號載人潛水器成功“坐底”世界上最深的海溝——馬裡亞納海溝,創造瞭中國載人深潛10909米的新紀錄。

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“地球第四極”——馬裡亞納海溝

關於馬裡亞納海溝的深度問題,是經過多次海洋調查研究才得出來的。早在1872年12月7日至1876年5月26日,英國皇傢學會曾組織 “挑戰者”號科學考察船歷時3年多對除瞭北冰洋以外的大洋進行瞭一次環球考察,當科考船航行至馬裡亞納群島附近測量時,科考人員發現這裡的深度遠遠超出所帶設備8000米的測量極限值,於是科考人員將這一片極深的海域命名為“挑戰者深淵”。

直到1960年1月23日,瑞士探險傢雅克·皮卡和美國探險傢唐納德·沃爾什駕駛的“裡雅斯特號”深海潛艇首次下潛至挑戰者深淵,測得其深度為10916米,至此海底一萬米才被世人所知。

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馬裡亞納海溝被稱為“地球第四極”,是地球上深度最深、水壓最高、環境最惡劣的一條海溝,最深處已接近11000米,根據壓強等計算公式(P=ρgh)可得出海溝底部水壓理論值為1噸/平方厘米或10000噸/平方米,也就是說每平方米的面積上要承受將近1700頭成年非洲象踩上去的壓力。

在深度方面,如果放在同一海拔高度來比較,馬裡亞納海溝比有著“地球第三極”之稱、剛剛完成測量的珠穆朗瑪峰最新高程8848.86米還要高2060.14米,這一數字幾乎也超過瞭我國三山五嶽的高度(黃山主峰蓮花峰海拔1864米、廬山主峰漢陽峰海拔1474米、雁蕩山最高峰百崗尖海拔1056.5、泰山主峰玉皇頂海拔1532.7米、華山主峰南峰海拔2154.9米、衡山最高峰祝融峰海拔1300.2米、恒山主峰天峰嶺2016.8米/最高峰饅頭山2426米、嵩山主峰峻極峰1491.7米/最高峰連天峰1512米)。

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由於馬裡亞納海溝總長達2550公裡、平均寬度為70公裡,是地球上距離地心最近的地方,以至於很多網友腦洞大開提出瞭,如果海水經由這條海溝不斷流向地心怎麼辦?地球表面13.86億立方公裡的水體會不會越來越少,最終成為像火星表面那樣沙漠廣佈的“土球”呢?

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這個復雜的問題恐怕真的被大傢猜到瞭,聖路易斯華盛頓大學一個研究團隊在馬裡亞納海溝俯沖帶設置的高精度地震傳感器就已經給出瞭答案,根據監測數據顯示,這個“地球第四極”正在以非常驚人的速度吞噬大量海水,超過此前科學傢預測量的4.5倍或更多。

馬裡亞納海溝為什麼會吞噬海水?

法國地質學傢勒皮順於1968年首次提出瞭板塊構造學說,按照這種理論他將地球巖石層劃分為六大板塊,分別是太平洋板塊、亞歐板塊、印度洋板塊、美洲板塊、非洲板塊以及南極洲板塊,其中太平洋板塊是六大板塊中海拔最低的板塊,完全被海水浸沒在洋底。

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從地理位置上來看,馬裡亞納海溝處在菲律賓東北部、日本群島東南部以及馬裡亞納群島附近的西太平洋洋底,呈弧形狀分佈,而這裡大致上位於亞歐大陸板塊與太平洋板塊交匯地帶,是兩大板塊相互碰撞所形成的海溝。

由於太平洋板塊巖石密度大、且位置更低,在板塊運動過程中便在馬裡亞納海溝所在處的東側向歐亞板塊俯沖,而海水的存在起到瞭很大的潤滑作用,成為板塊太平洋板塊和亞歐板塊之間天然的潤滑劑,加速瞭海洋板塊向地心方向俯沖。

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實際上受地球上最大的兩大板塊撞擊的影響,除瞭形成馬裡亞納這個最深的海溝外,曾經還引起世人對“日本沉沒”太平洋底的擔憂,因為日本就位於兩大板塊所形成的消亡邊界,是世界上地震和火山等地質災害頻發的國傢之一。

而板塊運動的背後還引發一個驚人的問題,那就是海溝大量吞噬海水的現象。

上文中講到的聖路易斯華盛頓大學研究團隊在馬裡亞納海溝設置的高精度地震傳感器,就是為瞭研究海水通過這個海溝進入地球內部的水量究竟有多大。

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據該研究團隊所測得的數據顯示,在海溝底部30公裡的地殼深處地震波的速度逐漸減速,經過對這些數據的分析,研究團隊掌握瞭海水經由海溝向地球內部流動的速度,最終得出每100萬年向地球內部流進約3000萬億噸海水的結論,也就是說海溝每年吞噬海水量為30噸。

我們都知道,位於俄羅斯西伯利亞南部的貝加爾湖是地球上最深、淡水儲量最大的湖泊,蓄水量23.6萬億立方米,比北美的五大湖還要多出8000億立方米的淡水儲量。按照馬裡亞納海溝100萬年就要吞噬3000萬億立方米海水計算的話,僅一個馬裡亞納海溝每100萬年所吞噬的水量可以灌滿127個貝加爾湖和76000多個三峽水庫。

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而且地球上海洋面積占地表面積的約71%,由於板塊運動的存在和板塊內部地震等地質作用的影響,海洋底下大大小小的海溝不計其數,每年吞噬的海水保守估計是之前預估的4.5倍。

大量海水被吞噬,為什麼海平面不降反升?

提起海底“漏水”,大傢一定又有新的問題,為什麼海水已經漏瞭32億年,而地表13.86億立方公裡的水量沒有減少,反而隨著全球氣候變暖兩極冰川的融化,海平面反而最終還會上升66米呢?

其實這個問題還得辯證地來看待,因為這些被吞噬的海水還會隨著地球的內部循環重新回到地表上來,主要體現在如下幾個方面。

1、海底深處的噴泉(海底熱泉)

順著地殼裂縫流進地球內部的水,在地球內部高溫高壓作用下又會重新回到海洋,噴出來的熱水就像“煙囪”一樣,還攜帶瞭地球內部大量的溶解物和水合物,形成特有的海底熱泉生態系統,這些”煙囪林”裡有各種生物生存,例如名為“Rimicaris hybisae”的蝦是深海熱泉附近最常見的蝦類之一。

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2、火山噴發

火山噴發被認為是地球內部熱能在地表最強烈的的一種表現。根據物理性質科學傢將火山噴出物質分為熔巖、火山巖屑以及火山氣體這三大類,而火山氣體的主要成分便是水蒸氣,絕大部分來自熔巖內部,此外還有二氧化碳、二氧化硫以及氮氣、氬氣等惰性氣體。

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而火山噴發所攜帶的大量水汽最終則會成雲致雨重新回到地球表面,進而繼續融入到地表和地球內部水的大循環之中。

總結

地球上的水體是不斷地相互轉化(換),但無論是表面的流動,還是地底流動,都存在量變到質變的過程,正如馬裡亞納海溝所吞噬的大量海水,最終也會通過海底熱泉和火山噴發等形式“吐”出來。

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不過,隨著一些地外飛物的到來,尤其是被譽為“臟雪球”的彗星每年也為為地球貢獻數萬噸水,因此地球上的水每年也在增多,隻不過增加幅度很微妙而已。

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