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地球表面形态及其演化(2)

时间:2010-01-29  归属:世界自然地理
大陆架是陆地向海洋延伸并被海水淹没的部分,坡度极为平缓,海水很浅,一般仅几百米。各大洋大陆架的宽度差别很大。在大陆为平原的地方,大陆架一般很宽,可达数百至一千公里,如太平洋西岸、大西洋北部两岸和北冰洋的边缘。紧邻的大陆若是高原或山脉,大陆架宽仅数十公里,甚至缺失,如南美大陆西海岸那样。全世界的大陆架面积约占海洋总面积的7.5%左右。
大陆架以下,坡度显著增加,深度也急剧加大,直到2000—3000m的深度,这个陡急的斜坡就叫大陆坡。它是大陆架向洋底过渡地带,宽度20—100km不等,总面积和大陆架相仿。大陆坡上往往有深切的峡谷地形,规模可起落数千米,超过陆地上最大的峡谷。大陆架和大陆坡构成一个整体,由于它紧邻大陆,又是大陆的延伸部分,所以叫做大陆边缘。
由此可见,大陆坡的底部才是大陆与大洋的真正分界。正是在这个分界处,地壳由于不同的地质结构而发生巨大的裂缝,出现了一系列狭长的深渊——海沟,它是洋底最深的地方。这一地带地壳至今仍在强烈活动,地震十分频繁,火山不时爆发。目前大洋中已发现20多条海沟,它们大部分在太平洋,深度一般在6000m以上,有的超过10000m。西太平洋边缘的海沟有10条之多,都与岛弧伴生,如阿留申海沟、千岛海沟、日本海沟、马里亚纳海沟、菲律宾海沟、汤加海沟等。其中马里亚纳海沟深达11022m,为目前大洋已知的最深处。东太平洋边缘的海沟紧靠相当于岛弧的大陆上的山脉,如中美海沟、秘鲁海沟、智利海沟等。
洋底是大洋的主体,占海洋总面积80%左右。洋底的起伏形态与陆地一样,十分复杂,但其排布呈现一定的规律。在各大洋的中部,都有一条高峻脊岭,它们虽然走向曲折,但彼此相接,全长约80000km,贯通四大洋,一般统称为大洋中脊。这是陆地上任何一条山脊所不及的。最壮观的是大西洋中脊,宽达1500—2000km,约占大西洋面积1/3,相对高度约1000—3000m,巍然耸立于洋底之上。它的位置居中,距东西两岸几乎相等,山脉走向作S形,与两岸轮廓一致,“中脊”之名即由此而来。大洋中脊也是火山活动带,露出海面的火山成为岛屿,太平洋中部就有很多这样的火山岛。
大洋中脊的两侧,便是广阔的大洋盆地,海深一般有4000—5000m。这里分布有纵横的海岭,林立的海峰,孤立突兀的海台,平缓隆起的海底高原,它们将整个大洋盆地分割成若干个海盆。海盆底部特别平坦,称为深水平原,在大洋盆地中分布面积最广。

三、地球表面形态的演化

辩证唯物主义自然观认为,地球自诞生以来,风云变幻,历经沧桑,处于永恒的运动和变化之中。今天海陆的分布及其千姿万态的起伏,不过是地球发展历史的一幕。
总的来说,每一地质时期的地表形态,都是地球内力和外力矛盾斗争的产物。内力来源于放射性元素蜕变产生的热能、地幔物质的热对流、地球自转所产生的动能等。地壳的水平运动和垂直运动,以及随之产生的褶皱、断裂、火山喷发、岩浆侵入、地震等等,都是地球内力作用的表现。内力作用是造山、造海,使地球表面崎岖不平,是地壳发展的主导因素。外力来源于地球以外的太阳能,包括风化、流水、冰川、风、波浪、海流等等,它们以缓慢的、不显著的方式对地球表面进行精雕细刻,时刻都在改变着由内力作用所形成的起伏形态,高山被夷平,洼地被充填,使地面趋于平缓。内力与外力是对立的,又互为影响,相互转化。从局部地区来说,例如地壳上升,河流侵蚀复活,产生强烈的下切作用;地壳下沉,河流沉积作用加剧,这体现了内力变化影响到外力变化。又如久经侵蚀的高原山岭,高度和体积逐渐降低和减小,使地壳内部压力减少,从而失去平衡,引起地壳上升,这表明外力的变化导致内力的变化。从全球来说,每经历一次强烈地壳运动,海陆轮廓变迁,地面高低起伏,使地壳处于一个新的平衡状态。接着地壳运动转入一个长期的缓慢的变化阶段,外力开始占主导地位,通过风化流水等营力对地表的塑造,来改变地壳原来的平衡状态。当缓慢的运动长期进行,量变逐渐达到一定程度,就会破坏原来的平衡,孕育着一次新的质变,即新的强烈地壳运动的产生,预示地表又将经历一次翻天覆地的变化。
属于地貌学范畴的外力作用对地表形态的塑造是显而易见的。以下主要运用板块构造理论,对全球大地构造和海陆演化的模式作一概要说明。
(一)板块的划分和板块运动
所谓板块指的是岩石圈板块,包括整个地壳和莫霍面以下的上地幔顶部。在地幔对流的驱动下①,岩石圈板块驮伏在地幔软流层上象传送带那样作大规模水平运动,大陆只是传送带上的“乘客”。
全球岩石圈据勒皮雄(Le Pichon)等的意见可划分为六大板块:亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块、南极洲板块和太平洋板块。美洲板块一般又分为北美板块和南美板块。第一级大板块既包括陆地,也包括海洋,如美洲板块除美洲大陆外,还包括大西洋中脊以西的大洋部分。只有太平洋板块基本上是海洋,但也包括北美圣安德列斯断层以西的陆地及加利福尼亚半岛。在大板块中可以分出若干次一级的板块,如纳兹卡(Nazca)板块(东太平洋洋隆与秘鲁-智利海沟之间)、科科斯(Cocos)板块(东太平洋洋隆与中美海沟之间)、加勒比板块(南、北美以及中美海沟与西印度群岛之间)、菲律宾板块(琉球、菲律宾岛弧-海沟系与马里亚纳岛弧-海沟系之间)、阿拉伯板块、斯科舍板块(南美与南极之间)、索马里板块(东非裂谷带与印度洋中脊之间)等。此外,沿大陆内部大型板块的边界上,往往镶嵌着众多的小板块。
一般来说,在板块内部,地壳相对比较稳定;而板块与板块交界处,则是地壳比较活动的地带,这里火山、地震以及断裂、挤压褶皱、岩浆活动和变质作用都非常强烈。通常把地震带当作板块划分的重要标志之一;同时,现代板块边界在地形上也有突出表现,如大洋中脊、海沟、褶皱山系等,它们的位置与地震带吻合。不同的板块边界类型对应于不同的板块间相对运动的方式。第一是离散型板块边界,相当于大洋中脊的轴部,两侧板块相背分离,软流圈地幔物质沿中脊的中央裂谷上升、涌出,冷凝成新的洋底岩石圈,并添加到两侧板块的后缘上,所以这里是板块的增生边界。第二是汇聚型板块边界,相当于海沟和年轻的造山带,两侧板块相向而行。它们又分俯冲边界和碰撞边界。俯冲边界相当于海沟,主要分布在太平洋周缘,相邻板块相互叠覆,一板块俯冲于另一板块之下。因大洋板块的厚度小,密度大,位置低,而大陆板块则相反,故一般是大洋板块俯冲于大陆板块之下,在海沟处潜没消亡于地幔之中,形成安第斯型或岛弧-海沟系大陆边缘。碰撞边界相当于年轻造山带,为大洋闭合、大陆碰撞的地缝合线,现代碰撞边界主要见于亚欧板块南缘。第三是平错型板块边界,相当于转换断层,两侧板块相互滑过。


图1-1世界构造图
一幅现代板块运动的全球图象,就是由板块的扩张、俯冲、碰撞和错动构成的,它们相互协调,彼此关联。环太平洋的汇聚边界大致把全球分成不对称的两大部分,即太平洋部分和地球表面的其他部分。太平洋外围的亚欧板块、澳大利亚板块(印度洋板块或印-澳板块)及美洲板块向太平洋方向推进,后缘则是大西洋和印度洋的张开;太平洋内部的太平洋板块、科科斯板块和纳兹卡板块则向太平洋周缘的海沟俯冲潜没,其后缘则是东太平洋洋隆的扩张。亚欧板块南缘的碰撞边界(阿尔卑斯-喜马拉雅造山带)的形成,与非洲板块、及原属冈瓦纳的阿拉伯板块和印度板块向北朝亚欧板块推移有关,这一推移又是大西洋、印度洋扩张的结果。由于大洋中脊更多地分布在南半球,各大洋中脊在南端相互串连,北端却没入大陆之下,这就使得一些板块具有向北运动的趋向。
(二)地壳构造发展的基本规律
大陆(陆壳)、洋底(洋壳)和大陆边缘(陆壳与洋壳的过渡带)是地球上第一级构造-地形单元,它们或处于板块内部,或处于不同的板块边界,从而呈现出复杂多样的构造环境。据此,可将全球大地构造划分为十二种基本类型,如表1-1所示。板块构造理论以各种大地构造类型的发生、发展和相互转化,来阐明全球地壳构造发展的基本规律。 
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