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解读地球 第十一节--环太平洋圈 精选

已有 2163 次阅读 2019-5-5 13:46 |系统分类:科普集锦

斯蒂文·迪奈特执导的电影《环太平洋》是一步优秀的科幻片,讲述的是从海底虫洞来了很多外星球的巨兽。地球人发明了大号的机甲,与之英勇搏斗。

目前,对于普通大众来说,环太平洋是一个经济学的概念。比如,跨太平洋伙伴关系协定(Trans-Pacific Partnership AgreementTPP)就是由环太平洋的一些国家发起。特朗普上台后,居然退出了TPP

在地质学里,环太平洋是一个重要的地质学概念。

我们放眼一望,太平洋里的洋壳向两边陆地俯冲,北面则俯冲到阿留申群岛下面。太平洋西面和北面都有明显的海沟,东面的海沟则不明显,但是高山林立。

环太平洋带首先是一个地震带。所谓地震就是地下岩层突然发生断裂,巨大的能量释放出来,形成地震波,传到地面上来了,让地面变形,房倒屋塌,给人们的生命财产造成重大损失。

在板块相碰撞的地方,地震就是频发区。因为板块在地下不停地发生挤压和摩擦。地震波分为P波和S波。看形态就知道S波是那种像蛇一样扭动的波,而P波则是要压缩介质进行传播的波。一般情况下P波要快,S波要慢。地震发生时,P波和S波同时产生,并向外传播。随着时间的推移,二者之间会拉开距离,这个距离差和它们的传播时间呈正比。科学家利用这个性质,通过仪器接受这些地震波,然后在量出来P波和S波相间隔的时间,就能计算出震源离我们有多远。当然科学家还能计算出震源的深度和强度。如果我们把这些地震信息投影到地球上,就会发现这些地震几种的地方能把各个板块的边界勾画得非常清晰。

在纵向上,地震的投影还能显示洋壳向下俯冲的剪影。

因为临海,环太平洋地震时常会引起海啸。地震时,海底地壳会上下错位几米,使得相对应的海面抬升几米。于是产生S波,并在大海里传播。我们在大海中,并不能感受到这种波的威力,因为它的波长很长,波峰很矮。可是,当它慢慢传递到海边时,波长变短,波峰变高,突然之间,海边的海水就会形成一道水墙,排山倒海似地朝海边涌来。所以,在海边突然看到海水大幅度地后撤,赶紧要往岸上高处跑。

环太平洋另外一个特点就是它还是一个火山带,产出比较奇特的安山岩。前面我们已经讨论过岩浆分异,出现基性的玄武岩,玄武岩再分异形成酸性的花岗岩(二氧化硅含量高)。前者是辉石和长石为主,后者是长石适应为主。还有一种情况,处于二者之间,属于中性,是角闪石和长石为主,叫做安山岩。一般产生在距离海沟150-300公里的陆地内。整体分布与海沟平行,形成一条独特的“安山岩线”。

从这个特点可以看出,安山岩线上产生的安山岩一定和洋壳俯冲有关。当玄武岩浆分异产生花岗岩时,剩下的成分在稍低的情况下,结晶出角闪石(它的结晶温度比辉石低),从而和长石匹配在一起,形成安山岩。安山岩的名字来自安第斯山脉。可见在这个地区,安山岩非常常见。

如果玄武岩岩浆在上涌过程中,受到周边陆壳物质混染小,那分异出来的安山岩就会缺少陆壳的特点,比如,不含有大离子寝室元素鉀和铝等。这样就会更倾向拉班玄武岩的特点(缺钾),形成拉班玄武安山岩。

可是如果玄武岩的岩浆受到陆壳成分的混染,钾和钙成分增加,就会形成钙碱性安山岩。同时富集其它陆壳中的大离子亲石元素。

在很多情况下,安山岩会和花岗岩共生。更加说明安山岩的形成与陆壳混染极大相关。在典型的洋中脊,不会出现安山岩,只有拉班玄武岩,因为玄武岩喷出时,混染它的只是早期的玄武质洋壳,缺乏大陆物质。

但是对于地幔热柱喷出的物质则不同。地幔热柱的物质含有很多地壳的成分,所以有机会分异出安山岩。

在太平洋东侧,火山活动主要分布在陆地边缘上,在造山运动中起重要作用。在太平洋西侧,火山活动主要发生在第一和第二岛链,为这一地区海底提供了大量的不规则火山锥,使得地形坑坑洼洼。

太平洋是独特的,1515年,当麦哲伦从波涛汹涌的大西洋,奔波到太平洋时,遇到的都是风平浪静的好天气,于是发出感慨,这里真是平静之洋。也是太平洋名称的由来。

可是,欧洲人探索地球,环球旅行的目的是殖民,是寻找更多的财富。在1819世纪,他们几乎把太平洋上的小岛给侵占了个遍。我们中国曾经也是航海大国。明朝时,郑和船队的运行路线主要是往南往西,并没有穿过第一岛链,但是往西最远处达到了非洲。

那为什么当初明朝的船队不往东航行去寻找美洲大陆呢?

这和地理和经济发展都有关系。首先西太平洋是边缘海,顺着海岸线走,可以很容易得到补给,并且可以航行很远。第二,在同时期,印度洋的经济贸易也很发达,而遥远的美洲则还处于与世隔绝的状态。其它大陆上的人并不知道他们的存在。

所以当中国的船队到达南亚时,就面临着两个方向的选择,第一条是通过马六甲前往已知的印度洋,那里贸易繁盛。第二则是继续南下,前往澳大利亚东海岸。

作为舰队指挥官,我们肯定会首选往西去印度洋。到了那里,有向导自然会引导去非洲,并非难事。

如果当初马里加海峡如同君士坦丁堡一样被占领,印度洋和太平洋的航线被切断,中国人会另辟新径去寻找新大陆吗?

如果真的去了澳大利亚这条航线,在澳大利亚以东的广阔太平洋上,有无数的小岛,连独木舟都可以把早期人类送到复活节岛,那明朝的大船更不在话下。

可是,历史不能假设。当初欧洲人去寻找新大陆,那是被逼无奈。他们的目的是想打通一条通往亚洲的大陆。那里遍地都是他们想要的财富。可是,对于当时的中国来说,已经非常富有。航海的目的不是为了抢夺更多的财富,而且为了显示天朝的威严。如果马六甲海峡被封。中国的船队会停止向印度洋的远航。事实上,没过多久,明朝自己就真的停止了远洋活动。

还有一条线是往北往东,顺着黑潮飘向北美。我们现代人有这样的知识体系,知道越往北越冷。对于生活在亚热带的中国人来说,不知道什么洋的动机才能让他们不往温暖的南方海域走,偏偏往北方寒冷之地行进。




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