第二节 洋底地形

大西洋洋底地形最引人注目的特征,是其中部有一条长约15000km的大西洋海岭(大洋中脊)。海岭宽度一般15000—2000km,约占整个大西洋宽度的1/3。海岭脊部一般距海面2500—3000m,个别高突部分露出水面,形成岛屿,如冰岛、亚速尔群岛、阿森松岛和布维岛等。大西洋海岭系由一系列平行岭脊组成,岭脊的高度从中轴向两侧逐级低降,岭脊之间相距12—32km。大西洋中脊的中轴裂谷宽度为30—40km,而裂谷底部宽度还不到3km,据法国和美国的科学家运用探潜器潜入亚速尔群岛西南的中脊裂谷区发现:许多张性裂隙,仅目力所及,裂隙的深和宽都有超过20m的,断距可达数百米的正断层。这些裂隙和正断层均与裂谷延伸的方向一致;沿着裂谷轴线散布着一系列盾状或锥状的小火山丘;各种奇特的熔岩,有的象薄板,有的象管子,有的象团团棉纱,有的很象刚挤出的牙膏;从裂谷底部采集的岩右,通过鉴定,有的还不到一万年。大西洋中脊被无数横向断裂带切断并错开,这些与中脊走向近于垂直的断裂带(转换断层)在地貌上表现为深切的线状槽沟。切断大西洋中脊著名的断裂带有:查理·吉伯斯断裂带、大西洋断裂带、凯恩断裂带、罗曼奇断裂带和阿森松断裂带等,位于赤道附近的罗曼奇断裂带,水深达7864m,为沟通东、西大洋底流的重要通道。由于此断裂带的巨大断错,大西洋中脊在此错开1000km以上的距离。整个大西洋海岭由此分为北大西洋海岭和南大西洋海岭(大西洋的断裂带1.查理·吉伯斯(Charlio Gibbs);2.海洋学家(Oceanographer);3.大西洋(Atlantig);4.凯恩(Kane);5.维玛(Vema);6.圣保罗(St.Pauls);7.罗曼奇(Romanche);8.查英(Chain);9.阿森松(Assension))

由于大西洋海岭的中隔,大西洋洋底分为东西两列海盆。东列有西欧海盆、伊比利亚海盆、加那利海盆、佛得角海盆、几内亚海盆、安哥拉海盆和开普海盆;西列有北美海盆、巴西海盆和阿根廷海盆。此外,在大西洋南部南极洲附近,还有一宽阔的大西洋-印度洋海盆。这些海盆的一般深度为4000—5000m。各海盆的最低平部分为深海平原,其深度多超过5500m 。深海平原被认为是地球上最平坦的地区,如北美海盆中的索姆(Sabm)深海平原就是突出的例子。

大西洋各海盆之间,常被一些海底山脉或高地所分开。这些山脉或高地,多是构造活动微弱、很少地震发生的部分,多数学者认为,它们属于大陆分离下沉区域。如挪威海与格陵兰海之间的杨马延海岭、不列颠群岛西北的罗卡尔(Rockall)海底高地、巴西海盆与阿根廷海盆之间的里乌-格兰德海底高地、合恩角与南乔治亚岛之间的南极海岭以及安哥拉海盆和开普海盆之间的鲸鱼海岭。这些海岭或高地多具长条状,一般高出附近深海底2000m左右,它们的平均深度多在2000—3000m。

大西洋中的大陆架总面积为934×104km2,比太平洋大陆架面积略小,而超过印度洋大陆架面积一倍以上。如果与本大洋总面积相比,则其比率比太平洋、印度洋都大。在不列颠群岛周围,北海和挪威海域是世界上宽阔的大陆架区域之一,最宽部分达1000km以上。从马尔维纳斯群岛(福克兰群岛)附近到南美大陆海岸的大陆架的宽度也近1000km。沿北美大陆东岸的大陆架一般宽度为110—320km,沿非洲大陆海岸的大陆架最窄,一般不超过100km。大西洋的大陆架一般都较浅,深度大部分在100m左右,只有个别部分超过150m。

连接大陆架向深海陡倾的大陆坡,在大西洋中比较突出。沿欧、非一侧的大陆坡比较陡峻,其坡度多超过5°,宽度一般只20—30km;在美洲一侧的大陆坡一般坡度较缓,常在3°以下,但宽度较大,一般可达50—80km,甚至超过90km,如墨西哥湾海盆西缘、拉布拉多半岛东南以及阿根廷东侧等地区,就是明显的例子。另外还需指出,象墨西哥湾海盆的西缘和阿根廷东侧的大陆坡,因构造作用,在地貌上表现为阶梯状下降。

在大西洋中,大陆坡与海盆之间,有些地方常有大陆隆(大陆基或大陆裾)分布。大陆隆的坡度远比大陆坡为小。大西洋中多数大陆隆是因大陆坡崩塌或浊流携带的碎屑物质堆积而成,但也有的大陆隆有花岗岩体楔入其中,是大陆地壳伸入到大洋地壳中的反映。大西洋中较大的大陆隆有:沃林格隆(位于60°N至北极圈附近的挪威西侧)、格陵兰-冰岛隆、冰岛-法罗隆、布莱克隆和马尔维纳斯隆。格陵兰-冰岛隆和冰岛-法罗隆范围较广,但深度不大,一般只600m左右,布莱克隆与佛罗里达东侧大陆架之间,为海底峡谷所分隔,大陆隆的深度在700—1000m。布莱克隆的近表层发现有白垩系上部的浅水相沉积物,说明它是由白垩纪以后才分异下沉的。布莱克隆的东侧为一断层陡崖;马尔维纳斯隆从大陆架向东延展,宽达1800km,水深在1000m左右,深处可达2000—3000m。马尔维纳斯隆由典型的大陆地壳组成,有泥盆系、二叠系和三叠系的岩层分布。

在大西洋沿岸还有不少海底峡谷和水下深海扇。格陵兰与拉布拉多之间有一条世界上最长的海底峡谷,叫做中大西洋海底峡谷,它北起戴维斯海峡北部(北极圈附近),向东南行,绕过纽芬兰岛外侧的大陆坡,然后转向西南,直达40°N附近的索姆深海平原。中大西洋海底峡谷的特征是底平坡陡,其成因可能与过去冰川活动有关。由圣劳伦斯河口开始的海底峡谷,向东南穿过宽阔的大陆架,一直延伸到大陆坡脚,形成巨大的圣劳伦斯河水下冲积锥。从欧洲流入北海的易北河,威悉河和莱茵河,各自都有水下溺谷,在北海海底向北延伸汇合后,继续向西北伸延,最后直抵挪威海盆。非洲最明显的有刚果河海底峡谷,长230km,它在大陆架上切割极深,达600—700m,刚果河海底峡谷进入安哥拉海盆后,形成树枝状的巨大的水下深海扇。此外,在尼日尔河和亚马孙河外都有较大的水下冲积锥。

在大西洋洋底地貌部分,还需提到岛弧带与深海沟的特点。首先,大、小安的列斯群岛为一双重岛弧,岛弧北侧的波多黎各海沟,长1550km,平均宽120km,海沟最深处达9218m,它是大西洋的最深处。南美南端与南极洲的南极半岛之间,向东伸出一条巨臂般的南安的列斯岛弧(岛弧由南乔治亚岛、南桑德维奇群岛和南奥克尼群岛等组成),围绕岛弧东缘的南桑德维奇海沟长约960km,最深处达8428m。

大西洋洋底是各大洋底研究得最充分的部分,特别是近30年来,科学家们应用回声测深仪、旁侧声纳、海底照相、海底电视、海底钻探,以至用探潜器观测大西洋洋底的情况,在现代技术中还广泛地使用地磁场、地震波折射等多种地球物理方法,对大西洋洋底作探测。观测中发现,在中脊裂谷和破裂带,有众多的浅源地震发生,这说明在不大的深度内,频繁地发生着构造活动。在中脊裂谷带,还测出有很高的热流值,表明高温地幔物质在裂谷带上涌出露。磁异常曲线的变化,则反映出熔岩居里点温度所在的深度。熔岩温度降低通过居里点时凝固成岩石,并受当时地球磁场的作用,开始具有与地磁场方向一致的磁性。地震波折射的结果也为研究大西洋中脊地区的地壳结构提供重要资料:在大西洋中脊两翼地区,地震波的传播速度还正常(6.0—6.9km/S),地层的厚度也是正常的,而在脊峰附近地震波的传播速度却偏低很多(4.0—5.5km/S),且上部的沉积变薄,下面的莫霍面缺乏,或由震速为7.3—7.4km/S的过渡层所替代。

从以上大西洋海底地貌特征和地球物理现象,再一次证实了大西洋中脊裂谷区是由于两侧洋底的离开,使它受到张力而下沉的狭窄地带;或者中央裂谷就是地壳最薄弱的地方,在这里地幔物质上涌,使地壳发生破裂并产生新的地壳。随着新地壳在中央裂谷带的不断增生,就把先前形成的地壳向外侧推挤,使现代大西洋逐步扩张和形成。

海底扩张和板块构造说认为,在加里东和海西运动时期,由于古北美和古欧洲的愈合,使古大西洋在两亿多年前就从大到小,最后闭合消失了。中生代以前,大西洋尚未扩张,在约一亿五千万年前的侏罗纪,北美大陆与欧洲、非洲开始分离,而南美与非洲的裂开则比前者晚些,约始于一亿二千万年前的白垩纪,大致直到六千五百万年的第三纪初,南大西洋仍属浅海或边缘海,进入第三纪后,南大西洋才大规模地扩张。整个大西洋形成的历史可以从大西洋中许多岛屿的年龄获得基本概念,例如冰岛上最老的岩石不超过1000×104a,亚速尔群岛的岩石形成不早于2000×104a,百慕大群岛的岩石为3500×104a,佛德角群岛的岩石为5000×1O4a,靠近非洲西岸的马西埃岛和普林西比岛为12×107a,这清楚地说明离大西洋中脊愈远岩石年龄愈老,也证明现代大西洋开始形成不早于中生代。

根据海上磁异常所制定的地磁年表和其他材料,将大西洋各地区海底扩张速率列表如下: