大西洋
第一節概述
大西洋位於南、北美洲與歐洲、非洲之間,南接南極洲,還通過它的屬海地中海和黑海與亞洲相濱臨。它以通過非洲南端厄加勒斯角的經線和南美洲南端的合恩角的經線分別與印度洋、太平洋為界。北部從斯堪的納維亞半島北端的諾爾辰角,經西斯匹次卑爾根島的南角到冰島,橫過丹麥海峽到格陵蘭島南端的費爾韋爾角,沿戴維斯海峽南邊,最後達拉布拉多半島的伯韋爾港。
大西洋麵積約9430×104km2,約為太平洋麵積的一半,是世界第二大洋。平均深度3626m。
大西洋南部海岸線比較平直,內海、海灣較少,而北部海岸線相當曲折,加上眾多的島嶼和半島穿插其間,所以形成很多內海和海灣。較大的內海、邊緣海和海灣有:地中海、黑海、比斯開灣、北海、波羅的海、挪威海、墨西哥灣、加勒比海、斯科特海和幾內亞灣。大西洋著名的海峽有英吉利海峽、多佛爾海峽(加來海峽)、直布羅陀海峽、博斯普魯斯海峽、達達尼爾海峽,以及進出波羅的海的卡特加特海峽、厄勒海峽和大、小貝耳特海峽等。大西洋中主要的島嶼和群島有:大不列顛島、愛爾蘭島、冰島、紐芬蘭島、大安的列斯群島、小安的列斯群島、巴哈馬群島、百慕大群島、亞速爾群島、加那利群島、佛得角群島、馬爾維納斯群島(福克蘭群島)、南安的列斯群島(包括南喬治亞島、南桑德維奇群島、南奧克尼群島)、布維島以及地中海中一些島嶼。
大西洋的自然地理特征如下:
1)具有東西狹窄,南北伸延,略呈“S”狀的水平輪廓;北大西洋海岸線曲折複雜,多海灣島嶼;南大西洋海岸線平直簡單,海灣島嶼較少。
2)大西洋的中部有一順應其走向的非常突出的大西洋海嶺,典型的大洋中脊縱貫。
3)大陸架所占麵積遼闊,達大西洋總麵積的9.32%,其比率遠比太平洋和印度洋為大。
4)在氣候類型上,南、北大西洋具有明顯的對稱性,但北大西洋的氣溫普遍高於相同緯度的南大西洋。
5)墨西哥灣暖流、北大西洋暖流是世界上最強大的暖流,它對北大西洋本身及其相鄰的大陸都有極大的影響。
洋底地形
大西洋洋底地形最引人注目的特征,是其中部有一條長約15000km的大西洋海嶺(大洋中脊)。
海嶺寬度一般15000—2000km,約占整個大西洋寬度的1/3。海嶺脊部一般距海麵2500—3000m,個別高突部分露出水麵,形成島嶼,如冰島、亞速爾群島、阿森鬆島和布維島等。大西洋海嶺係由一係列平行嶺脊組成,嶺脊的高度從中軸向兩側逐級低降,嶺脊之間相距12—32km。大西洋中脊的中軸裂穀寬度為30—40km,而裂穀底部寬度還不到3km,據法國和美國的科學家運用探潛器潛入亞速爾群島西南的中脊裂穀區發現:許多張性裂隙,僅目力所及,裂隙的深和寬都有超過20m的,斷距可達數百米的正斷層。這些裂隙和正斷層均與裂穀延伸的方向一致;沿著裂穀軸線散布著一係列盾狀或錐狀的小火山丘;各種奇特的熔岩,有的象薄板,有的象管子,有的象團團棉紗,有的很象剛擠出的牙膏;從裂穀底部采集的岩右,通過鑒定,有的還不到一萬年。大西洋中脊被無數橫向斷裂帶切斷並錯開,這些與中脊走向近於垂直的斷裂帶(轉換斷層)在地貌上表現為深切的線狀槽溝。切斷大西洋中脊著名的斷裂帶有:查理·吉伯斯斷裂帶、大西洋斷裂帶、凱恩斷裂帶、羅曼奇斷裂帶和阿森鬆斷裂帶等(圖12-2),位於赤道附近的羅曼奇斷裂帶,水深達7864m,為溝通東、西大洋底流的重要通道。由於此斷裂帶的巨大斷錯,大西洋中脊在此錯開1000km以上的距離。整個大西洋海嶺由此分為北大西洋海嶺和南大西洋海嶺。
大西洋的斷裂帶:
1.查理·吉伯斯(CharlioGibbs);2.海洋學家(Oceanographer);3.大西洋(Atlantig);4.凱恩(Kane);5.維瑪(Vema);6.聖保羅(St.Pauls);7.羅曼奇(Romanche);8.查英(Chain);9.阿森鬆(Assension)
由於大西洋海嶺的中隔,大西洋洋底分為東西兩列海盆。東列有西歐海盆、伊比利亞海盆、加那利海盆、佛得角海盆、幾內亞海盆、安哥拉海盆和開普海盆;西列有北美海盆、巴西海盆和阿根廷海盆。此外,在大西洋南部南極洲附近,還有一寬闊的大西洋-印度洋海盆。這些海盆的一般深度為4000—5000m。各海盆的最低平部分為深海平原,其深度多超過5500m。深海平原被認為是地球上最平坦的地區,如北美海盆中的索姆(Sabm)深海平原就是突出的例子。
大西洋各海盆之間,常被一些海底山脈或高地所分開。這些山脈或高地,多是構造活動微弱、很少地震發生的部分,多數學者認為,它們屬於大陸分離下沉區域。如挪威海與格陵蘭海之間的楊馬延海嶺、不列顛群島西北的羅卡爾(Rockall)海底高地、巴西海盆與阿根廷海盆之間的裏烏-格蘭德海底高地、合恩角與南喬治亞島之間的南極海嶺以及安哥拉海盆和開普海盆之間的鯨魚海嶺。這些海嶺或高地多具長條狀,一般高出附近深海底2000m左右,它們的平均深度多在2000—3000m。
大西洋中的大陸架總麵積為934×104km2,比太平洋大陸架麵積略小,而超過印度洋大陸架麵積一倍以上。如果與本大洋總麵積相比,則其比率比太平洋、印度洋都大。在不列顛群島周圍,北海和挪威海域是世界上寬闊的大陸架區域之一,最寬部分達1000km以上。從馬爾維納斯群島(福克蘭群島)附近到南美大陸海岸的大陸架的寬度也近1000km。沿北美大陸東岸的大陸架一般寬度為110—320km,沿非洲大陸海岸的大陸架最窄,一般不超過100km。大西洋的大陸架一般都較淺,深度大部分在100m左右,隻有個別部分超過150m。
連接大陸架向深海陡傾的大陸坡,在大西洋中比較突出。沿歐、非一側的大陸坡比較陡峻,其坡度多超過5°,寬度一般隻20—30km;在美洲一側的大陸坡一般坡度較緩,常在3°以下,但寬度較大,一般可達50—80km,甚至超過90km,如墨西哥灣海盆西緣、拉布拉多半島東南以及阿根廷東側等地區,就是明顯的例子。另外還需指出,象墨西哥灣海盆的西緣和阿根廷東側的大陸坡,因構造作用,在地貌上表現為階梯狀下降。
在大西洋中,大陸坡與海盆之間,有些地方常有大陸隆(大陸基或大陸裾)分布。大陸隆的坡度遠比大陸坡為小。大西洋中多數大陸隆是因大陸坡崩塌或濁流攜帶的碎屑物質堆積而成,但也有的大陸隆有花崗岩體楔入其中,是大陸地殼伸入到大洋地殼中的反映。大西洋中較大的大陸隆有:沃林格隆(位於60°N至北極圈附近的挪威西側)、格陵蘭-冰島隆、冰島-法羅隆、布萊克隆和馬爾維納斯隆。格陵蘭-冰島隆和冰島-法羅隆範圍較廣,但深度不大,一般隻600m左右,布萊克隆與佛羅裏達東側大陸架之間,為海底峽穀所分隔,大陸隆的深度在700—1000m。布萊克隆的近表層發現有白堊係上部的淺水相沉積物,說明它是由白堊紀以後才分異下沉的。布萊克隆的東側為一斷層陡崖;馬爾維納斯隆從大陸架向東延展,寬達1800km,水深在1000m左右,深處可達2000—3000m。馬爾維納斯隆由典型的大陸地殼組成,有泥盆係、二疊係和三疊係的岩層分布。
在大西洋沿岸還有不少海底峽穀和水下深海扇。格陵蘭與拉布拉多之間有一條世界上最長的海底峽穀,叫做中大西洋海底峽穀,它北起戴維斯海峽北部(北極圈附近),向東南行,繞過紐芬蘭島外側的大陸坡,然後轉向西南,直達40°N附近的索姆深海平原。中大西洋海底峽穀的特征是底平坡陡,其成因可能與過去冰川活動有關。由聖勞倫斯河口開始的海底峽穀,向東南穿過寬闊的大陸架,一直延伸到大陸坡腳,形成巨大的聖勞倫斯河水下衝積錐。從歐洲流入北海的易北河,威悉河和萊茵河,各自都有水下溺穀,在北海海底向北延伸彙合後,繼續向西北伸延,最後直抵挪威海盆。非洲最明顯的有剛果河海底峽穀,長230km,它在大陸架上切割極深,達600—700m,剛果河海底峽穀進入安哥拉海盆後,形成樹枝狀的巨大的水下深海扇。此外,在尼日爾河和亞馬孫河外都有較大的水下衝積錐。
在大西洋洋底地貌部分,還需提到島弧帶與深海溝的特點。首先,大、小安的列斯群島為一雙重島弧,島弧北側的波多黎各海溝,長1550km,平均寬120km,海溝最深處達9218m,它是大西洋的最深處。南美南端與南極洲的南極半島之間,向東伸出一條巨臂般的南安的列斯島弧(島弧由南喬治亞島、南桑德維奇群島和南奧克尼群島等組成),圍繞島弧東緣的南桑德維奇海溝長約960km,最深處達8428m。
大西洋洋底是各大洋底研究得最充分的部分,特別是近30年來,科學家們應用回聲測深儀、旁側聲納、海底照相、海底電視、海底鑽探,以至用探潛器觀測大西洋洋底的情況,在現代技術中還廣泛地使用地磁場、地震波折射等多種地球物理方法,對大西洋洋底作探測。觀測中發現,在中脊裂穀和破裂帶,有眾多的淺源地震發生,這說明在不大的深度內,頻繁地發生著構造活動。在中脊裂穀帶,還測出有很高的熱流值,表明高溫地幔物質在裂穀帶上湧出露。磁異常曲線的變化,則反映出熔岩居裏點溫度所在的深度。熔岩溫度降低通過居裏點時凝固成岩石,並受當時地球磁場的作用,開始具有與地磁場方向一致的磁性。地震波折射的結果也為研究大西洋中脊地區的地殼結構提供重要資料:在大西洋中脊兩翼地區,地震波的傳播速度還正常(6.0—6.9km/S),地層的厚度也是正常的,而在脊峰附近地震波的傳播速度卻偏低很多(4.0—5.5km/S),且上部的沉積變薄,下麵的莫霍麵缺乏,或由震速為7.3—7.4km/S的過渡層所替代。
從以上大西洋海底地貌特征和地球物理現象,再一次證實了大西洋中脊裂穀區是由於兩側洋底的離開,使它受到張力而下沉的狹窄地帶;或者中央裂穀就是地殼最薄弱的地方,在這裏地幔物質上湧,使地殼發生破裂並產生新的地殼。隨著新地殼在中央裂穀帶的不斷增生,就把先前形成的地殼向外側推擠,使現代大西洋逐步擴張和形成。
海底擴張和板塊構造說認為,在加裏東和海西運動時期,由於古北美和古歐洲的愈合,使古大西洋在兩億多年前就從大到小,最後閉合消失了。中生代以前,大西洋尚未擴張,在約一億五千萬年前的侏羅紀,北美大陸與歐洲、非洲開始分離,而南美與非洲的裂開則比前者晚些,約始於一億二千萬年前的白堊紀,大致直到六千五百萬年的第三紀初,南大西洋仍屬淺海或邊緣海,進入第三紀後,南大西洋才大規模地擴張。整個大西洋形成的曆史可以從大西洋中許多島嶼的年齡獲得基本概念,例如冰島上最老的岩石不超過1000×104a,亞速爾群島的岩石形成不早於2000×104a,百慕大群島的岩石為3500×104a,佛德角群島的岩石為5000×1O4a,靠近非洲西岸的馬西埃島和普林西比島為12×107a,這清楚地說明離大西洋中脊愈遠岩石年齡愈老,也證明現代大西洋開始形成不早於中生代。
根據海上磁異常所製定的地磁年表和其他材料,將大西洋各地區海底擴張速率列表如下:
氣候與洋流
大西洋的氣候與太平洋的氣候有些類似,但有些特征相當突出。1)南、北大西洋氣候類型具有明顯的對稱性;2)北大西洋的氣溫比南大西洋氣溫高,尤其在高緯度區更加明顯;3)大洋東、西兩側的氣溫和降水有較大的差異;4)除南大西洋高緯度區外,氣溫年變幅都較小。