[科普中国]-海底峡谷

释义

海底峡谷这个概念，最早是19世纪末由地理学家们提出来的。由于人们掌握的资料少，海底峡谷这个词常被不很严格地用来表示海底各种各样的山谷和狭长的洼地。近几十年，海洋地质学家们根据海底峡谷的物理特征，不断探讨它的形成原因。1

特征海底峡谷的头部多延伸至陆坡上部或陆架上，有的甚至直逼海岸线，峡谷头部的平均水深约100 米。多数峡谷可延伸至大陆坡麓部。其末端水深多在2000米左右，深者可达3000～4000米。峡谷口外通常是缓斜的海底扇，在海底扇区，峡谷被带有天然堤的扇谷所取代。海底峡谷的水深自头部向海变深。其纵剖面大多呈上凹形或出现数个转折裂点，也有呈上凸形或比较平直者，长大峡谷的坡度较缓。世界上著名的哈得孙峡谷，它从哈得孙河口开始一直延伸进入大西洋。世界上最长的海底峡谷为白令峡谷，长400多公里。海底峡谷两壁高陡，一般坡度约40°，有的谷壁状若悬崖。

切割最深的海底峡谷——巴哈马峡谷，其谷壁高差达4400米，是陆上的大峡谷难以相比的。海底峡谷谷壁有许多不同时代的基岩露头。谷底沉积物有泥、粉砂、砂以至砾石等。来自浅水的具递变层理的砂和粉砂层常与深海的泥质沉积物交错出现，有时也有滑塌沉积物穿插其间。

全世界所有的大陆坡几乎都有海底峡谷分布。但在倾角小于1°的平缓陆坡，以及有大陆边缘地、海台或堡礁与陆架隔开的陆坡上，海底峡谷比较罕见。有些海底峡谷与陆上河谷（或古河谷）相邻接，但也有不少海底峡谷，尚未发现与陆上河谷有任何联系。2

类型从物理特征来讲，海底峡谷与陆地上的峡谷是相似的。峡谷的形态呈“V”字形，谷壁高而陡，谷底向大洋方向倾斜，谷壁多岩石。海底峡谷根据形成原因和物理特征不同，有以下四类：

海底扇形谷这种海底峡谷谷口向外扩展，由大量的沉积物质构成，沉积呈扇面形，在许多情况下，这是海底峡谷谷底的延伸。扇形谷的另一特征是谷壁两侧陡峻，一般高度在200米左右。

陆架沟渠陆架沟渠是一种穿过大陆架的较浅的谷地，它们的谷壁高度很少超过183米，而且沟渠多分布在一些大陆架边缘的盆地处。实际上，这种陆架沟渠在海洋底部的存在并不普遍。科学家们发现比较典型的有纽约海岸外的哈得逊沟渠、英吉利海峡中的赫德海沟、爱尔兰海中的圣乔治沟渠等。

冰蚀槽这种槽形谷地多在冰川侵蚀海岸外的大陆架上，其深度多在183米以上。冰蚀槽的底部有一些不大的盆地和一些分支。一般冰蚀槽宽度为80千米左右，深度在500～600米。最为著名的冰蚀槽是劳伦琴冰蚀槽，它从圣劳伦斯湾开始，延伸1046千米，到萨格纳河外241千米的大陆架边缘处。这种冰蚀槽的形成原因，多数学者认为，大概是在大陆架露出水面时，由于地球正处在冰川时期，巨大的冰川流过，把地壳切割成巨大的沟槽。这方面的证据已经找到不少。

深海峡分布于深海底的深海峡谷，其剖面形状似槽形，现在还弄不清楚它们是不是扇形谷的延续，但它们的走向，有的是与大陆边缘平行的，有的却与大陆边缘保持一个很大的角度。最为著名的深海峡谷，是从格陵兰西海岸外开始，一直延伸到格兰德滩尖端外的洋中海峡谷。这条深海峡谷的深度，比其周围海底的深度还深约91米，宽度仅为2.4～6.4千米。一些地质学家认为，这种深海峡谷可能是在海底浊流的冲击分割之下形成的，因为，海流在通常情况下，不大可能在这里卸下所携带的沉积物。1

成因关于海底峡谷的成因，目前主要有两种解释：

一、 河谷被淹没于海下

由于某些海底峡谷形状类似陆上河蚀峡谷，故一些学者认为海底峡谷是河流切割而成。河流注入海洋后，由于较轻的河水浮于海水之上，故海底峡谷不可能是现代河流刻蚀出来的，但地质时期河流切割形成的陆上峡谷,随着地壳下沉或海面上升,可淹没于海下成为海底峡谷。如地中海地区科西嘉岛的海底峡谷，它与相邻陆上河谷的坡度连续一致，可以认为这种峡谷是受淹的河谷。但有些海底峡谷处于海面以下一、二千米甚至更深之处，而海平面抬升的幅度不可能达到这样大，并且海底峡谷又广泛地见于构造上升地区，故河谷被淹没在海下这种形成方式，不能作为海底峡谷的普遍成因。有一些与陆上河谷相延续的海底峡谷，二者相接处的坡度突然发生转折，海底峡谷的坡度比邻接的陆上河谷的坡度陡得多，可见它们也不是被淹没的河谷下段。

二、浊流侵蚀作用

是大多数海底峡谷的成因。1936年，R.A.戴利首先提出，海底峡谷是浊流侵蚀作用的结果。尽管多年来并未在峡谷中直接测到高速的浊流，但大量的间接证据,如：峡谷顶部陡峭乃至倒悬的谷壁,谷底的波痕和流痕，不时向下游移动的砂砾，具粒级递变层理的谷底沉积岩心，峡谷口外发育巨大的海底扇，谷底及海底扇中有砂、浅水生物和陆上植物的碎屑等均表明峡谷中必定有较强的流体通过；特别是1929年纽芬兰大滩地震后，向着陡坡下方的海底电缆依次折断，证明有强大浊流存在。人们推断在第四纪低海面时，由于河流携带着大量沉积物在大陆坡顶部附近入海，浊流作用特别强烈，故有许多海底峡谷主要在此时发育。1

沉积物搬运营力海底峡谷中搬运沉积物的营力有：

1、沙流，发生在坡度大于30°的谷壁上；

2、向下运动的水流，流速可达每小时1.6公里(1哩)，能搬运沙、形成沙坡；

3、强大的密度流(浊流)，是洋水因含沉积物变得重于周围洋水、沿坡下流而成(沉积物来自波浪作用或大陆棚和大陆坡上沉积物的滑动)，能搬运大砾石、自谷壁落下的石块、装置在谷首的仪器、甚至破旧的汽车身，曾记录到其流速为3节；

4、滑坡作用。

透过上述多种作用，沉积物被搬运到海底峡谷出口处，堆积成巨大的海底扇。据测量，有些扇的体积远远超过海底峡谷的切割所产生的体积，说明扇体物质大都来自陆上，是沿海底峡谷向下移动堆积而成。海底扇上有较浅的扇上谷地，谷两侧有高出谷底30公尺、高出扇面许多公尺的自然堤。扇上谷地还可发育成曲流。海底峡谷的形成，主要由于密度流的搬运与侵蚀作用。2