欲揭地球老“底”

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  全球海沟绵延近6万公里,它们既是地表物质循环到地球深部的巨大“回收工厂”,更是世界上最大地震与海啸等灾害的发源地。
  和喜马拉雅山一样,马里亚纳海沟也是地球最外层的板块之闯碰撞出来的。古老而沉重的太平洋板块,一头撞上并沉到相对较轻的菲律宾海板块之下,在碰撞处形成深海沟壑。
  马里亚纳海沟呈弧形,像一把大汤匙,嵌在北太平洋西部海床中。它全长约2500公里,宽度几十公里,至于深度,那是“远近高低各不同”。海沟里,并非处处是“深坑”,林间说:“如果你能在海沟底部行走,你会遇到一些硕大的海山,动辄好几千米高。”
  马里亚纳海沟以东,有全世界最大的太平洋“超级海山群”。太平洋板块向西俯冲,一些海山也随之被“带进沟里”。到了沟里的海山,就成了独特的“深海栈桥”。所以,马里亚纳海沟里有些地方,深度也只有五六千米。
  那么问题来了,为什么挑战者深渊那么深呢?答案要去地球内部找寻,不过科学家已提出了不同假设。
  林间表示,最近研究表明,太平洋板块在挑战者深渊所受的下拽之力最大。不过,这股“洪荒之力”从何而来?如果要得到答案,就要直面海沟,在挑战者深渊放置海底地震仪,给地球做个高精度的CT扫描,通过“体检”看它的深部构造。这也是马沟计划的重要任务之一。
  也有科学家认为,挑战者深渊之所以如此深,是因为俯沖的太平洋板块“被肢解”。在挑战者深渊东部约150千米处,有一条板块裂缝。裂缝以东的太平洋板块庞大难以俯冲,而裂缝以西的小板块则受周边制约小,更容易俯冲,因此造就了挑战者深渊。再有一种理论叫“板块后撤”。1.5亿年“高龄”的太平洋板块“身躯沉重”,边俯冲边往东后撤,这样一来,海沟深度随之加深。但这些都只是假说。研究最深的挑战者深渊,就是为了收集到直接的科学证据,寻求突破口,破解海沟之谜。
  马沟没有发生过8级地震,是得天独厚还是时候未到
  超大地震会引发大海啸,酿成灾难。苏门答腊岛于2004年发生过9.2级大地震;智利在20世纪60年代发生过9.5级地震,2010年又发生8.8级地震;2011年,日本发生了9级大地震……
  但是马里亚纳海沟似乎受到了偏爱。从100多年的地震记录来看,这里还没有发生过大于8级的地震。虽然7级地震在马里亚纳海沟并不鲜见,但8级地震是7级地震能量的30多倍。
  在马里亚纳海沟,太平洋板块以每年2~4厘米的速度俯冲,但两板块之间断层上的介质不均匀,难免“狭路相逢会卡住”。我要往西,你偏偏挡道,卡得我动弹不得。这下可好,板块内部巨大的弹性力无处释放,日积月累,如同埋下定时炸弹,总有一天要拼个“你死我活”。一旦“卡点”破裂,被积累的能量冲破桎梏放了出来,就会造成大地震。板块边界的断层被“卡住”的时间越长、范围越大,地震也就越大。
  那么,为什么这么深的海沟,却至今没有记录到超过8级的大地震呢?科学家们曾在这里实施大洋钻探,在海底泥火山上发现了摩擦系数小的蛇纹岩。这说明可能是这些石头在作怪。因为这些石头“比较好说语”,也许成了断层上的“润滑剂”,让断层们可以心平气和地互动。
  第二种可能,就和之前所说的“板块后撤”有关。因为板块后撤,板块之间就跳不了“贴面舞”,不密切耦合,被卡住的机会也小,超大地震自然也就不会发生。
  但是,还有一种让人“细思恐极”的可能——也许是时候未到。不是马里亚纳海沟不发生超大地震,而是它还在默默“憋大招”。毕竟,有科学仪器记载的地震历史记录只有100多年,而上一次日本9级大地震,就比许多日本科学家原先估算的大许多,其能量积蓄的时间可能是千年尺度。
  海底最深处环境恶劣极端,为什么大家还都钟情马沟
  地球科学家钟情海沟,是要探索海沟与地震海啸成因之谜。而其他学科研究者,同样有想在马里亚纳海沟解决的独特问题。
  生物学家想知道生物在极端压力环境下如何生存,1000个大气压的压力可不是闹着玩的,深渊大生物到底是怎么办到的?工程师想知道自己设计和制造的设备,能否承受住这种极端压力的挑战,深海环境对浮力材料的要求更为严苛;物理海洋学家想了解世界最深处的海水如何流动、盐度如何分层;当然,极限爱好者也雄心勃勃跃跃欲试。所以,不只科学家去,文艺国的人也刷了一把存在感。拍《泰坦尼克号》与《阿凡达》的美国大导演卡梅隆就挺会玩,砸重金建载人深潜器,独自下港到马里亚纳海沟最深处,成为目前为止到过海底最深处的三人之一,载入史册。
  中国载人深潜器“蛟龙”号,也是马里亚纳海沟的“老朋友”了。算上最近这一次,它已3次探访马里亚纳海沟,完成了20次下潜。
  2017年6月5日,中科院南海海洋研究所的“实验3号”船也踏上征程,开展新一轮实验。科学家们将回收一批已经聆听了世界各地地震的深海仪器,分析在深海中记录到的珍贵资料,为挑战者深渊下的地球内部构造作“诊断”,以解海沟之谜。
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  地球深渊生物超乎想象
  潜水员曾在千米深的海水中见到过人们熟知的虾、乌贼、章鱼、枪乌贼、抹香鲸;在2000~3000米的水深处发现成群的大嘴琵琶鱼;在7000多米的水层,发现仅18厘米大小的新鱼种;在马里亚纳海沟最深处则很少能看到动物了。
  假如人们不是亲眼见到这许多的深海生命体,会觉得在极端气压环境下居然还有生物生存简直是天方夜谭。因为,这些看起来十分柔弱的生命,首先要经受起数百个大气压的考验。就拿人们在7000多米的水下看到的小鱼来说,实际上它要承受700多个大气压力。
  这就是说,这条小鱼在我们人手指甲那么大小的面积上,时时刻刻都在承受着700千克的压力。这个压力,可以把钢制的坦克压扁。而令人不可思议的是,深海小鱼竟能照样游弋自如。在万米深的海渊里,人们见到了几厘米的小鱼和虾。这些小鱼虾,承受的压力接近一吨重章这么大的压力,不用说是坦克了,就是比坦克更坚硬的东西,也会被压扁。
  在深海中的生物在生态学上与我们已知的生物并不相同,可以说它们是存在于我们认知之外的生物,其进化方向上与我们已知的鱼类相比发生了偏转,与我们普遍认知的生物也已经大相径庭。
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