3千萬億噸!馬裡亞納海溝正大量吞入海水,為何海平面還沒下降?

 

大千世界,無奇不有,芸芸眾生,眾口難調

文/天空之城團隊

 

如果大海漏了怎麼辦?可能這是很多朋友都考慮過的一個問題,假如在太平洋底有一個巨洞,那麼無孔不入的海水就會源源不斷地漏入地心,也許要不了都就地球這顆水球就會成為一個表面光禿禿的土球!

但科學家的一項研究卻真的揭示了這樣一個嚴峻的問題,聖路易士華盛頓大學的研究團隊在馬裡亞納海溝俯衝帶設置的地震感測器表明,這個地球最深處正在以超過人類原先估計4.5倍的速度吞入海水,這個速度讓科學家有些震驚!

▲聖路易士華盛頓大學科學家發表在《NATURE》上的論文

地球向內部吞入海水的速度有多快?

1872年12月,英國皇家挑戰者號出發做海洋普查工作, 1875年3月,挑戰者號來到了西太平洋馬利安納群島開啟了第363次探查,結果發現此處的深度遠遠超出了它攜帶的繩系重物測量極限8千米,根據多次調查的范圍繪製一個極深的區域,挑戰者號將其命名為挑戰者深淵。

後來的海洋調查船經過多次現代測量方式,測得這裡的深度約為10900米,而地球板塊運動理論成熟以後,對馬裡亞納海溝的成因有了更深的瞭解,它是太平洋板塊於此俯衝於菲律賓海板塊下形成的海溝,如下圖所示:

海水在這個板塊的俯衝中扮演了極其重要的角色,因為有數個結果會因此產生,首先就是海水會成為板塊之間的潤滑劑,使得太平洋板塊更快速的向地球深處俯衝。

因為這個問題,還曾引發出「日本沉沒」的大討論,因為太平洋板塊向歐亞板塊俯衝也同樣存在這個問題,而太平洋板塊可能會加速下滑,從而將日本大陸帶入地殼深淵!

另一個問題則是海水進入地球內部的唯一途徑,此次聖路易士華盛頓大學的研究團隊的目的也就是調查海水進入地球內部的速度到底有多高,因此團隊在馬裡亞納海溝設置了多個監測點展開了調查。

團隊發現地震波的速度在地表以下30千米處速度開始減速,經過分析研究團隊發現了海溝向內部吞入水量的速度,根據評估,得出的結論是每百萬年大約吞入3000萬億噸海水,平均每年約30億噸。

此前科學家估計馬裡亞納海溝最多每年吞入10億噸海水而已,這下大大超出了科學家的預料。而全世界大約有30條海溝,其中主要的有17條,比較小一些的有13條,只要是俯衝帶的形成的海溝都會以這種方式吞入海水,是此前預估的3倍,這是什麼概念?

為何地球吞入那麼多海水,海平面沒有下降?

我們腳下的大地只是整個地球薄薄的外殼而已,下面則是沸騰的岩漿,地幔柱的上湧產生新的陸地,而板塊正在這些岩漿和新陸地的推動下運動,地殼總共有15個板塊構成,它們的運動塑造了大陸的形狀、位置還有獨特的地貌,比如海溝和高山!

它們可能已經從32億年前就已經開始了運動,從那一天開始,俯衝帶的運動每天都在吞入大量的海水,一直吞噬了32億年!但大家都有一個問題,為什麼海洋到現在似乎並沒有什麼大的變化,從冰河時代開始到現在,海洋還略有上升,因為兩極的冰蓋正在融化。

為什麼海平面沒有下降?

科學家還一直在為海平面上升而煩惱,因為兩極冰蓋融化後,海平面將上升66米!顯然這些海溝吞噬的海水並沒有讓海平面下降,是量太少了嗎?其實並不是,而是因為吞入的海水會通過地球內部的迴圈重新回到地面。

最重要的有幾種方式,首先最直接的就是海底熱泉,這是海洋滲入地殼並且經過內部高溫加熱的海水重新進入了海洋,熱泉攜帶了大量地殼各種水合物與溶解物,包括硫化物以及各種金屬等,形成了獨特的海底熱泉生態。

另一種則是通過火山噴發重新回到大氣層,然後通過降雨的方式回到海洋!火山噴發時會噴出大量的火山氣體,其成分包括水蒸氣、二氧化碳、二氧化硫以及氮氣、氬氣、氦氣.....以及有機化合物等氣體,其中水蒸氣占比超過60%!

▲火山氣體成分

1790年,義大利地質學家Scipione Breislak採集和分析了火山氣體,水蒸氣和二氧化碳以及硫化物氣體是最早被發現並分析的成分。

當然還有部分則會長期以水合物的方式保存在地殼中,它們又會迴圈回地幔層,然後通過漫長的時間經過火山回到大氣,這是一個動態平衡,儘管馬裡亞納海溝在吞入海水,但卻有火山已經將過去百萬年甚至數億年前的欠債還給海洋,時間上確實有點久,但總歸是會還的。

不過還有一點要提醒下,地球上的水,還有很大一部分來自太空!1981年,美國發射了一顆地球大氣物理觀測的「動力學探測1號」衛星,美國天體物理學家路易士·弗蘭克發現了大量黑斑,經過研究才知道,原來這些斑點是彗星沖入大氣層,在高層大氣層中後分解的水汽造成了光譜吸收。

據估計每年進入地球的水量超過數萬噸,所以整體上來說,地球居然還賺了一點。

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