海沟是怎么形成的(马里亚纳大海沟每年吞噬数亿吨海水,为何海平面没降反升?)

地球水循环

在地球上,有个著名的水循环,说的是水在各个圈层中相互交换和转移,某种程度上说,人类其实也属于水循环的一部分。

海沟是怎么形成的(马里亚纳大海沟每年吞噬数亿吨海水,为何海平面没降反升?)

在数千年来,地球的总水量大概维持在1.37 X 10^9 (km^3),这些包括了海洋当中的水,以及水循环当中的水。虽然,水循环中的水一直处于动态变化,但是地球的总水量几乎是维持不变的。这个数字在众多行星中算是不错的成绩了,不过在整个太阳系来看,含水百分比并不算高。

海沟是怎么形成的(马里亚纳大海沟每年吞噬数亿吨海水,为何海平面没降反升?)

不过,以上说的这些,其实基本上都属于地球表面的水,或者说属于聚集在地表附近的水。实际上,地球不仅仅地表附近有丰富的水源,地球的内部其实也是含有丰富的水资源的,而且这个含量要比地球表面附近的水要多得多。

科学家就曾发现在距离地球表面200km深处,存在着一种石头,我们如今称为尖晶橄榄石,也被叫做林伍德石。这类矿石中富含水,据估算,林伍德石的水分子达到了每100万个晶体分子就大概含有2000个水分子。

海沟是怎么形成的(马里亚纳大海沟每年吞噬数亿吨海水,为何海平面没降反升?)

当深度达到410千米~660千米时,林伍德石中的水分子浓度,就可以达到每100个晶体分子中含有1.5个水分子。

而且科学家还发现,在地幔层中富含着大量的林伍德石,即便是往少了估算,这里也大概含水量也达到了4.485*10^9(km^3),是地表附近总水量的3倍左右。

海沟是怎么形成的(马里亚纳大海沟每年吞噬数亿吨海水,为何海平面没降反升?)

按照目前的主流理论,无论是林伍德石中的水分子,还是地表附近的水,都是来自于地球形成之初,以及地球形成之后外太空的小行星和彗星送来的水。那么,除了地表附近的水循环之外,还存不存在其他的水循环呢?

海水正在被吞噬

实际上,地球确实存在一个另类的水循环,而且这个水循环是伴随着整个地球的演化史在进行的,尤其是在板块运动时尤为明显。

有科学家曾经针对马里亚纳大海沟进行仔细地分析,他们发现马里亚纳大海沟每年都会吞噬数亿吨的海水。

海沟是怎么形成的(马里亚纳大海沟每年吞噬数亿吨海水,为何海平面没降反升?)

但是,你发现没有无论马里亚纳大海沟如何吞噬海水,我们如今要面对的却是全球海平面上升的现实,而且未来有一些国家还会因为海平面上升。那为什么会这样呢?

海沟是怎么形成的(马里亚纳大海沟每年吞噬数亿吨海水,为何海平面没降反升?)

实际上,海平面上升的主要原因是全球变暖,但同时,这些被吞噬的海水,并没有因为被吞噬后就消失了,而是从另外一个“水循环”回到地球表面,那具体是咋回事呢?

这就要从46亿年前说起,当时在现在太阳附近的位置有一片2光年的分子云,在引力坍缩下,逐渐形成了太阳。在这个过程中有一些边角碎料,就形成了如今的太阳系其他天体,其中包括地球。

海沟是怎么形成的(马里亚纳大海沟每年吞噬数亿吨海水,为何海平面没降反升?)

在形成地球的过程中,水以氢离子,羟基等形式在水化作用下,被所在了分子云的晶格之中。起初地球形成时,温度是非常高的,晶体中的水以气体的形式存在于地球上,因地球引力的存在,它们没有飘走。后来,随着地球温度的下降,地球下起了一场跨越千万年的大雨,到了距今38亿-40亿年,大规模的小行星和彗星撞击了地球,并且带来了许多水。如今,我们地球上的水就是来自于这场大雨和这场“送水运动”,这也形成了地球的原始海洋。

最早地球是一片陆地,一片海洋,而不是如今这样的有几个大陆板块和几大洋。那地球到底是什么时候变成如今这样的呢?

板块漂移

科学家通过研究如今海洋底部的地质情况就发现:现代海洋的形成不早于2.2亿年。那我们应该如何理解这个问题呢?

我们其实可以简单粗暴的把海洋看成是一个“坑"加上“海水”,科学家发现如今的海洋的“坑”的年龄不超过2.2亿年。所以,其实地球的陆地和海洋处于一个动态演化的过程,只是这个过程特别慢,以至于我们不太能够感受到。那这个演化是咋来的呢?

这就要从板块漂移说起了。按照目前的主流理论,在距今2.2亿年前,地球上发生了一起剧烈的地质运动。在这个过程中,原本整块的大陆被分裂开来。

海沟是怎么形成的(马里亚纳大海沟每年吞噬数亿吨海水,为何海平面没降反升?)

我们都知道,地球的内部机构不是一成不变的,而是有结构的。地表之下是地壳,地壳之下是地幔。

海沟是怎么形成的(马里亚纳大海沟每年吞噬数亿吨海水,为何海平面没降反升?)

大洋的地壳很重,同时还很薄;大陆地壳正好相反,很轻,却很厚。说白了,就是两者密度不同。而在地壳下面是地幔,地幔的温度非常高,而且很粘稠。地幔会在热对流的作用下缓慢流动。地幔的流动会带

海沟是怎么形成的(马里亚纳大海沟每年吞噬数亿吨海水,为何海平面没降反升?)


因为大洋地壳要比大陆地壳更重和更薄,以至于在重力的作用下,大洋板块会被地幔带动着往下俯冲,这时候就会有大量的海水涌入到地幔当中。这也就是我们上文提到了吞噬水的过程。但是并不是说,海水就会一直存在于地幔当中。实际上,它们会随着岩浆而回到地表,然后再度参与到地球表面的水循环当中,这也就保证了地球表面的总水量是维持在一个区间内的,不会导致海平面下降。也就是在这个过程中,地球表面的大陆和海洋变成了如今的样子。

海沟是怎么形成的(马里亚纳大海沟每年吞噬数亿吨海水,为何海平面没降反升?)