馬里亞納海溝是位于西太平洋的一條巨大的海溝,其整體呈月牙形,長度大約有2550公里,平均寬度可達(dá)70公里。不過這條海溝最引人注目的并不是它的規(guī)模,而是它的深度,測量數(shù)據(jù)表明,其最深處可深達(dá)11公里左右,它也因此成為了已知地球上最深的海溝。

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如此深的一條海溝,理所當(dāng)然地成為了科學(xué)家的重點(diǎn)關(guān)注對象,在過去的日子中,科學(xué)家已對其展開了一系列的研究,揭示了不少關(guān)于它的秘密,例如科學(xué)家就發(fā)現(xiàn),長期以來,馬里亞納海溝一直在吞噬海水,平均每年30億噸,而這樣的情況,已持續(xù)了上百萬年。這到底是怎么回事呢?下面我們就來了解一下。

由于馬里亞納海溝的極端深度,直接觀測其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)存在著巨大的技術(shù)難題,因此科學(xué)家只能用間接的方法來進(jìn)行研究,其中最常用的方法就是基于地震波的分析。

通過大量監(jiān)測地震波在馬里亞納海溝下方巖石層的傳播情況,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),那里的地震波速度存在大范圍的異常減緩的現(xiàn)象,而這就表明了,那里存在著大量的流體(因?yàn)榱黧w的存在會(huì)降低巖石的剛性,從而減緩地震波的傳播速度)。

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在此之后,科學(xué)家通過仔細(xì)分析地震波的傳播特征,最終確定了馬里亞納海溝下方巖石層中的流體,其實(shí)是就是來自其上方的海水??茖W(xué)家認(rèn)為,海水進(jìn)入馬里亞納海溝下方巖石層的途徑主要有兩個(gè),一個(gè)是通過巖石層自身的裂縫和孔隙滲入,另一個(gè)則與板塊俯沖密切相關(guān)。

簡單來講,地球的巖石圈并非一個(gè)整體,而是由若干個(gè)的板塊構(gòu)成,在地球內(nèi)部物質(zhì)活動(dòng)的驅(qū)動(dòng)下,這些板塊一直在緩慢地運(yùn)動(dòng),在它們之間,免不了會(huì)發(fā)生一些碰撞。

當(dāng)板塊發(fā)生碰撞時(shí),它們有可能會(huì)互相擠壓,把地殼抬升起來,形成高聳的山脈,比如我們熟悉的喜馬拉雅山脈,就是印度板塊和歐亞板塊互相擠壓的結(jié)果,而另一種情況是,當(dāng)兩個(gè)板塊碰撞時(shí),其中一個(gè)密度較大的板塊會(huì)“潛入”到另一個(gè)密度較小的板塊之下,這就被稱為板塊俯沖。

實(shí)際上,馬里亞納海溝的形成,正是太平洋板塊向菲律賓板塊下方俯沖所造成的,所以在此過程中,當(dāng)然也會(huì)讓大量的海水進(jìn)入到馬里亞納海溝下方巖石層之中。

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而隨著俯沖板塊逐漸深入地球內(nèi)部,其所處的溫度和壓強(qiáng)環(huán)境會(huì)不斷升高,達(dá)到一定程度時(shí),巖石層中的一些礦物會(huì)與滲透進(jìn)來的水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成新的含水礦物,如此一來,大量海水就被“鎖定”在其中。

重要的是,太平洋板塊的俯沖是一個(gè)極為漫長的過程,并且至今還沒有停止,而這也就意味著,在過去的很長一段時(shí)間里,馬里亞納海溝一直在吞噬海水,而在可以預(yù)見的未來里,這種情況仍將持續(xù)。

通過對比不同深度和位置的地震波傳播速度異常區(qū)域,并結(jié)合地球板塊運(yùn)動(dòng)模型的數(shù)值模擬與推演,科學(xué)家估算出,這樣的情況已經(jīng)持續(xù)了持續(xù)上百萬年,平均每年有大約30億噸的海水被吞噬。

那么,被馬里亞納海溝吞噬的海水去哪了?難道它們就永遠(yuǎn)地消失在地球深處了嗎?答案是否定的,實(shí)際上,這些海水并不會(huì)永久消失。

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科學(xué)家指出,隨著俯沖板塊的持續(xù)下沉,含水的巖石層會(huì)進(jìn)入溫度和壓強(qiáng)更高的地幔區(qū)域,因?yàn)樗拇嬖跁?huì)降低巖石的熔點(diǎn),所以當(dāng)溫度達(dá)到一定閾值時(shí),這些含水巖石會(huì)首先開始熔化,形成巖漿。

由于巖漿的密度明顯小于周圍的物質(zhì),因此它們又會(huì)其向上運(yùn)動(dòng),一旦有機(jī)會(huì),它們就會(huì)通過地殼的薄弱區(qū)域釋放出來,而最常見的釋放方式,就是火山活動(dòng)。

與之對應(yīng)的是,探測數(shù)據(jù)顯示,馬里亞納海溝附近區(qū)域就分布著大量的火山噴發(fā)后形成的地貌,它們在整體上呈弧形排列,并且其走向與馬里亞納海溝基本一致,而這就清楚地表明了,那些被吞噬掉的海水,又會(huì)通過這些火山重新回到了海洋里。

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當(dāng)然,這些“重回海洋”的海水很可能并不是全部,也就是說,我們并不能排除有一部分海水進(jìn)入地球深處、并在那里長時(shí)間滯留的可能性。

不過從宏觀層面來看,這樣的“損失”對地球水量的影響是微不足道的,畢竟地球的水量高達(dá)130億億噸,另一方面,地球上其他區(qū)域的火山活動(dòng),也會(huì)不斷地把地球深處的水釋放出來,所以地球的水量是相對穩(wěn)定的,我們也不必為此感到擔(dān)心。