地里万千-山脉、峡谷与岛屿
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    山脉及其特色

    山脉已指沿一定方向延伸,由若干山岭和山谷组成的山体,因其形状如脉状,故称为山脉。

    主脉是构成山脉主体的山岭。支脉指从主脉延伸出去的山岭。几个相邻的山脉即可组成一个山系。如包括柴斯克山脉、拉达克山脉、西瓦利克山脉和大、小喜马拉雅山脉在内的喜马拉雅山系即是如此。

    亚洲的喜马拉雅山脉、欧洲的阿尔卑斯山脉、北美洲的科迪勒拉山脉以及南美洲的安第斯山脉等是世界着名的山脉。其中世界上最大的山脉当属喜马拉雅山脉,其主峰珠穆朗玛峰为世界上最高的山峰,海拔8844.43米。而科迪勒拉山脉长7000~8000千米,其支脉与南美洲的安第斯山脉相连,全长1.7万千米,堪称世界上最长的山系。

    平均海拔最高的山脉

    位于西藏自治区与巴基斯坦、印度、尼泊尔、锡金、不丹等国边境上喜马拉雅山脉平均海拔6000米,是世界上平均海拔最高的山脉。它东西绵延2400多千米,南北宽约200~300千米,由几列大致平行的山脉组成,呈向南凸出的弧形,它的主干部分在位于我国境内。

    自南向北,大致可将喜马拉雅山脉分为三带:山麓低山丘陵带位于南带,海拔在700~1000米左右;小喜马拉雅山带位于中带,海拔在3500~4000米左右;大喜马拉雅山带位于北带,是喜马拉雅山系的主脉,由许多高山带组成,约50~60千米宽,平均海拔在6000米以上,其中有数十个山峰的海拔均在7000米以上,其中就包括世界第一高峰珠穆朗玛峰。各山峰终年冰雪覆盖,呈现出一片银色的世界。

    在地势结构上,喜马拉雅山脉并不对称,北坡较为平缓,南坡较为陡峻。我国的青藏高原湖盆带位于北坡山麓地带,流入印度洋的大河大都发源于北坡,切穿大喜马拉雅山脉,形成了3000~4000米深的大峡谷,河水奔流,势如飞瀑。从印度洋上吹来的湿润气流被喜马拉雅山连绵成群的高峰阻挡,因此喜马拉雅山的南坡雨量充沛,植被茂盛;而北坡的雨量较少,植被稀松,两坡形成了鲜明的对比。高山地区的自然景象随着山地高度的增加不断发生变化,形成了明显的垂直自然带。

    陆地上最长的山脉

    世界上最长的山脉是安第斯山脉,属美洲科迪勒拉山系,是科迪勒拉山系主干。南美洲西部山脉大多互相平行,而且和海岸呈一致走向,纵贯南美大陆西部,大体上平行于太平洋岸;它的北段支脉沿着加勒比海岸伸入特立尼达岛,南段伸至火地岛,跨委内瑞拉、哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、玻利维亚、智利、阿根廷等国,全长约8900千米。平均约300千米宽,最宽之处(南纬20°沿线)有800千米,由一系列平行的山脉和横断山体组成,间或有高原和谷地。海拔多在3000米以上,有50多座高峰超过6000米,其中海拔为7010米的汉科乌马山是西半球的最高峰。

    安第斯山脉地形复杂,南段低狭单一,山体支离破碎,冰川广布;中段高度最大,有宽广的山间高原和深谷夹于其中;北段山脉呈条状分支,有广谷和低地间于其中。山脉多火山,地震频繁。其中海拔为6800米左右的图蓬加托火山是世界上最高的活火山。

    海底最长的山脉

    中洋脊又叫做大洋中脊、中隆或中央海岭。它于洋底中部隆起,并在整个世界大洋中呈贯穿之势,是地球上最长而且最宽的环球性洋中山系。

    在太平洋,因其位置偏东,故称之为东太平洋海隆(海岭);大西洋中脊呈“S”形,近乎平行于两岸,可向北延伸到北冰洋;印度洋中脊呈“入”字形,分为三支,这三大洋的中脊互相连接于南半球,总长达8万千米,面积约1.2亿平方千米,占1/3的世界海洋总面积。其脊部通常比两侧洋盆底部高出1~3千米,脊顶水深多为2~3千米,少数山峰出露于海面形成岛屿,如冰岛、亚速尔群岛等。

    一系列与洋中脊正交或斜交的断裂带常将其错开,其中在赤道附近的罗曼什,大西洋中脊断带,东西错动达1000多千米的距离,有狭长的沟槽、海脊和崖壁沿断裂带分布。在大西洋和印度海中脊的轴部,一般有约1000~3000米深的中央断裂谷地,呈纵向分布。

    现代地壳最活动的地带当洋中脊,经常有火山爆发、岩浆上升和地震等,水平断裂广布。依照海底扩张和板块构造学说,洋中脊为洋底扩张的中心和新地壳产生的地带。沿着脊轴不断上升的热地幔物质(熔融岩浆),凝固成以超基性和基性岩组成的新洋壳,并向两侧不断扩张推移。扩张的半速度(即每边速度)大多为1~5厘米/年。

    新知博览——造山运动

    我们把地壳局部受力,岩石急剧变形而大规模隆起形成山脉的运动称为造山运动,仅对地壳局部的狭长地带有影响,并且速度快、幅度大、范围广,经常会造成地势高低的巨大变化。同时,在岩层的强烈变形之下,也随之会有水平方向上的位移,容易形成复杂的褶皱和断裂构造。褶皱断裂、岩浆活动和变质作用是造山运动的主要标志,世界上的火山带与岛弧造山带是一致的。

    呈带状分布的地槽属于地壳的不稳定区,在早期会强烈下降,沉积巨厚的岩系,在晚期剧烈褶皱上升,形成高大的山系,即褶皱带。地槽常常会围绕或将地台分隔呈狭条状。现代板块构造理论认为,地槽是板块的边缘部分,在板块的运动下,相邻板块产生挤压碰撞,使岛弧和山系形成,山体或岛弧就是板块之间的界限。反映在地貌上,这种运动以高大的山系、链状岛弧和伴生的深海沟为表现形式,如喜马拉雅山系、西太平洋岛弧带等。

    中国在距今约3000万年前,即第三纪的时候,地球进入了一个新的活动期,即地质学上所说的喜马拉雅造山运动。在距今约60万年至1500万年(第四纪中-晚更新世)期间,长白山区又经历了一个地壳活动的时期,地质上称为白头山期。最后的造山运动——燕山运动结束的时间白垩纪末期距现在也有1亿年之久了。

    什么是山地

    我们把海拔500米以上,相对高差200米以上的山脉称为山地。

    在地球陆地的表面有很多群山,蜿蜒起伏、巍峨奇特,山主要由三个部门组成:山顶、山坡和山麓,平均海拔都在500米以上。它们区别于高原之处在于较小的峰顶面积,区别于丘陵之处在于较大的高度。这些群山层峦叠嶂,聚居于一起,形成一个巨大的山地大家族。

    山地的分类

    山地的表面具有奇特多样的形态,有的互相平行,绵延至数千公里;有的彼此重叠,犬牙交错。山地规模的大小也不尽相同,以高度划分,可以把山分为高山、中山和低山。高山在3500米以上,中山海拔在1000~3500米,低山海拔低于1000米。以成因划分,又可以把山分为褶皱山、断层山、褶皱——断层山、火山、侵蚀山等。典型的褶皱山如喜马拉雅山,江西的庐山是断层山,属于褶皱——断层山的如天山山脉。

    大陆的基本地形是山地,有非常广泛的分布,特别是在亚欧大陆和南北美洲大陆分布最多。我国大部分山地如喜马拉雅山、昆仑山、唐古拉山、天山、阿尔泰山等,分布在西部,它们都是着名的山地。

    褶皱山

    地表岩层受垂直或水平方向的构造作用力而形成岩层弯曲的褶皱构造山地,叫做褶皱山。褶皱地貌中最大的类型是新构造运动作用下形成的高大的褶皱构造山系。

    按构造成因,可将褶皱构造山分为静态褶皱构造山地和动态褶皱构造山地。

    背斜或向斜构造受外力侵蚀作用后形成的山地叫做静态褶皱构造山地。按照侵蚀作用的强弱与时间长短的区别,又可分为三种,一种是顺地貌,原生构造地貌尚未完全破坏,地貌形态与构造一致;一种是逆地貌,原生构造地貌基本被破坏,地貌形态与构造不一致;还有一种是再顺地貌,逆地貌面经侵蚀破坏,使地貌形态与构造再一次一致。

    由新生代以后的新构造活动产生的隆起或凹陷构造形成的山地地貌,叫做动态褶皱构造山地,大部分属于地表受水平挤压力的作用,褶皱隆起而形成的山地,比如中国西部的一系列横向山地,都属于动态褶皱构造山地。

    褶皱构造山地可以有数百千米以上的延伸,常呈弧形分布。山地在形成和排列上都与受力作用方式关系密切,比如某一方向的水平挤压作用,即可使弧形顶部向前方突出。有些弧形山地不但地层弯曲,还经常有层间滑动或剪切断层错动,使外弧层背向,内弧层面向弧顶方向移动,由此在褶皱构造山的外侧形成剪切断层,一端是左旋运动,一端是右旋运动。例如中国宁夏南部的褶皱山地即是这样,弧形顶向东北突出,层面向西南方向倾斜,第三纪地层向东北推挤或仰冲断层为压性、压扭性,西北段为左旋水平运动。

    断层山

    又称为“断块山”。岩层断裂之后,岩层的位置会彼此错开,我们把岩层的这种变化叫做断层。断层山是岩层断裂后抬升形成的山脉。断层山一般山坡较陡,如中国陕西的华山,台湾岛上的台东山脉是大型断层山,庐山、泰山也是断裂抬升形成的山地。

    褶皱-断层山

    褶皱-断层山是指先经过褶皱形成褶皱山,后又经过断裂抬升而形成的山体。这种山山体高峻,有较明显的断层崖,如阿尔泰山、天山等。

    火山

    位于地壳以下100~150千米处,有一个“液态区”,区内存在有高温、高压下含气体挥发成份的熔融状硅酸盐物质,也就是岩浆。一旦它从地壳的薄弱之处冲出地表,就形成了火山。

    火山出现有悠久的历史,在人类史前就喷发过,但现在已不再活动,这样的火山称之为“死火山”;不过也有随着地壳变动会突然喷发的“死火山”,人们称之为“休眠火山”;“活火山”是经常喷发的火山。目前,在地球上已发现约2000多座“死火山”,523座的“活火山”,其中分布在陆地上的有455座活火山,分布在海底的有68座火山。

    地球上的火山分布很不均匀,均在地壳中的断裂带出现。火山就世界范围而言,主要集中在环太平洋一带和印度尼西亚向北经缅甸、喜马拉雅山脉、中亚、西亚到地中海一带,目前地球上有99%的活火山都分布在这两个带上。

    火山活动时会有很多种物质喷出,比如被爆破碎了的岩块、碎屑和火山灰等,以及熔岩流、水、各种水溶液等;在喷出的气体物质中,一般有水蒸汽和碳、氢、氮、氟、硫等的氧化物。除此之外,在火山活动中,还常有可见或不可见的光、电、磁、声和放射性物质等喷射出来,这些物质有时能致人于死地,或造成电、仪表等失灵,飞机、轮船等失事。

    侵蚀山

    在地壳上升地区,地面经外力侵蚀分割而形成的山地叫做侵蚀山。本身原为构造山,经过外力侵蚀分割,也可形成侵蚀山,比如中国的泰山等。

    点击谜团——“平顶海山”的成因

    在夏威夷群岛、加罗林群岛、马绍尔群岛和斐济群岛一带的深海海底,分布着很多奇异的海山。由于它们的顶部都是平坦的,仿佛是被裁剪整齐了,故被称为“平顶海山”。除太平洋海域外,在大西洋和印度洋中也有这些海山,有的孤立于海底,有的则成群出现。平坦的顶部呈圆形或椭圆形,直径从几百米到两三千米不等,顶部距海面最浅为400米,最深为2000米。

    美国海洋地质学家赫斯曾研究过这些平顶海山,他认为,实际上这些山是沉没了的岛屿。但是,他无法对海山的顶部为什么都是平坦的作出解释。后来,人们自“平顶海山”的顶部打捞出一些圆形玄武岩块,有人据此认为,它们可能是一座座海底火山,顶部是火山口,被火山灰等物质填平了,因此呈现出平顶。经过年龄测定,显示出这些平顶海山是在距今1亿年至2500万年间的火山大量喷发时期形成的。这也为火山说提供了一个证据。

    20世纪50年代,人们从太平洋西南的凯普-约翰“平顶海山”顶部打捞到了造礁珊瑚、厚壳蛤以及层孔虫等大量生物化石,后来在太平洋中也发现过类似情况,这表明过去曾有珊瑚礁在“平顶海山”的顶部发育过。由于造礁珊瑚需要在有光照的水中生活,故其生存的最大水深在50米左右。这也说明,海山顶部的水深曾经有一段时间不超过50米。由于此时的海山顶部距离海面比较近,就可能被风浪削平,并发育造礁珊瑚。此后,海山下沉至水深400米以下,所以“平顶海山”上以前发育的造礁珊瑚和其他喜礁生物就残留下来了。但是,美国有学者指出,海底火山不一定有上升和下沉发生过,可能是由于天气寒冷和冰川时期海平面大幅下降,使得海底火山的顶部露出海面被风浪削去。但有些“平顶海山”的顶部直径达到两三千米,似乎很难令人信服它是被风浪削平的。

    海洋地质学家孟纳德认为,太平洋中的“平顶海山”均位于一片原来隆起的地壳上,他称之为“达尔文隆起”。这些隆起的海山顶部与海面接近,被风浪削平,之后整个隆起下沉,便有了今天的“平顶海山”。但也有人对孟纳德的观点持反对意见,他们认为没“达尔文隆起”曾经存在过并没有事实可以证明。

    由此看来,要弄清“平顶海山”的成因,仍需科学家做进一步的努力与研究了。

    火山的喷发类型

    岩浆成分、挥发分含量、温度和粘度,是决定火山喷发类型的主要因素。如玄武质岩浆SiO2成分含量低,挥发分含量相对较少、温度高、粘度小,所以岩浆流动性大,火山喷发相对较宁静,多为岩浆的喷溢,可有大面积的熔岩台地和盾形火山形成;流纹质和安山质岩浆含有丰富的SiO2和挥发成分,温度低、粘性大,流动性差,因此火山喷发猛烈,有巨大的爆炸声,有大量的火山灰、火山弹喷出,经常会有高大的火山碎屑锥形成,并有火山碎屑流和发光云现象随之发生,容易造成重灾。

    其次是地下岩浆上升通道的特点。若岩浆房中的岩浆沿较长的断裂线涌出地表,就会形成裂隙式喷发;若沿两组断裂交叉而成的筒状通道上涌,受岩浆内压力的作用影响,便可产生猛烈的中心式喷发。

    还有一个决定因素是岩浆喷出的构造环境,是看其在陆地或是水下,在洋脊或是在板内,在岛弧或是在碰撞带等等。火山喷发类型的特点由于火山所处的大地构造环境的差异也大不相同。

    玄武岩泛流喷发

    印度的德干高原以及北美的哥伦比亚高原等是这种喷发的主要发生地。岩浆喷发时,会沿着一个方向的大断裂(裂隙)或断裂群上升,喷出地表,有的通过窄而长的通道全面上喷;有的呈“一”字形排列分别喷发,但向下则相连成为墙状通道,故也称为“裂隙喷发”。

    喷发以玄武岩为主,以近于平行的方向流动,有较为稳定的厚度和成分,多见以熔岩,常会有熔岩高原形成。因为玄武岩具有流动性大,熔岩喷出量大的特点,因而少有爆发情况出现,在平坦的地形处犹如洪水泛滥,四处流溢,故又称为“玄武岩泛流喷发”。

    冰岛的拉基火山于1783年喷发时,有约12平方千米的熔岩及3平方千米的火山啐屑物从长25千米的裂隙中喷出,覆盖面积达565平方千米。美国亚利桑那州的威廉峪谷,也曾有熔岩一次性从120米宽的裂隙中流出,形成14×22平方千米的高原,最大厚度达到240米。此外,中国的贵州、云南、四川的二叠纪玄武岩及河北省的汉诺坝等,也都属于玄武岩泛流喷发之地。

    夏威夷式喷发

    这种火山喷发方式的特点是很少发生爆炸,常有相当多数量的玄武质熔岩流从山顶火山口和山腰裂隙溢出。具有较小的岩浆粘度,较大的流动性,以比较安静的溢流为其经常的表现形式,释放的气体量可多可少。因为岩浆喷发时受到较大的静压力及气泡的膨胀作用,当其到达地表时,就会有熔岩喷泉形成。而且多以玄武质熔岩喷出,也可以是安山质熔岩,此外也有少量的火山渣和火山灰。这种喷发类型,熔岩常会多次溢流,而且有很多裂隙为其通道,流出的熔岩形成比较平坦的熔岩穹。1924年基拉维厄和1975年冒纳罗亚火山的喷发,即是典型的夏威夷式喷发。此种类型喷发一般不至于造成人员伤亡,但可以使农田村庄遭到损坏,给财产带来损失。

    培雷式喷发

    这种喷发产生的岩浆粘度高,爆发特别强烈,最明显的特征就是会有炽热的火山灰云产生。

    火山灰云是由炽热的火山灰微粒组成的,密度非常大一种高热度气体。当它沿山坡向下移动时,产生的效果足以同飓风一样。

    在此种喷发类型中,火山口中的熔岩通常会将向上逃逸的气体堵住,压力逐步增大,发生爆炸时就如同从瓶塞底下向水平方向喷出的一阵疾风。熔岩就是受到含火山灰很高的气体的推动外流而出的,但除了从火口中流出粘稠的熔岩外,并无其他地方流出。1835年科西圭那、1883年喀拉喀托、1902年苏弗里埃尔、1912年卡特迈、1951年拉明顿、1955~1956年别兹米扬、1968年马荣以及1982年埃尔奇琼火山喷发,都属于此种类型。

    斯通博利式

    意大利的斯通博利火山是这种喷发方式的最典型的代表,以或多或少的定期中等强度喷发为喷发特征,喷出的炽热熔岩在粘性上要大于夏威夷式,并且有白色蒸汽云伴随出现。

    火山口的熔岩有较轻的硬结,主要是由玄武质、安山质成分的岩石组成的块状熔岩,熔岩流厚且短;也有少数为绳状,每隔半小时就会从中逸出气体。这种火山有白热的火山渣、火山砾和火山弹呈韵律性地喷出,爆炸比较温和,很多火山碎屑落回火口后又再次被喷出,其它的落到火山锥形成的坡上并滚入海中。

    普林尼式喷发

    该喷发方式喷出的岩浆有较大的粘度,强烈的爆发性,经常有达90%以上的火山碎屑物,其中围岩碎屑占10%~25%,喷出物主要是流纹质与粗面质浮岩、火山灰,分布较广,并伴有少量的熔岩流或火山灰流。因为爆发强烈及岩浆物质大量抛出,常常会有锥顶崩塌的破火山口形成。清除火山通道-岩浆泡沫化-猛烈爆发出浮岩及火山灰-通道壁上碎石坠入及堵塞火山通道是这种火山喷发经常出现的过程:如此反复作用后,就形成了复杂的火山机构。

    公元79年,维苏威火山爆发就是典型的普林尼式喷发,有浮石、火山渣和火山灰伴随着喷发大规模地降落。喷出的火山渣顺风降落,距离火山口13千米的庞贝城,被平均7米厚的浮石层完全掩埋。1783年,日本的浅间火山活动也同样有浮石层降下,大喷发的同时还喷出了火山碎屑流和熔岩流。1980年5月18日,美国圣海伦斯火山爆发也是普林尼式,爆发时形成热液-岩浆爆炸。

    武尔卡诺型喷发

    与斯通博利式火山相比,武尔卡诺型喷发的熔岩粘度更大,呈熔浆状,喷发也较为猛烈。不喷发时,在火山口上会有比较厚的固结外壳形成,气体聚集于固结的外壳下,使熔岩柱的上部气体趋向于饱和状态。当压力增大时,就会有猛烈的爆炸发生,有时足以将一部分火山锥摧毁,炸开阻塞物,将一些碎片和熔岩组成的“面包皮状火山弹”和火山渣一同喷出,同时还有相当数量火山灰的“菜花状”喷发云伴随而生。当火山口的“阻塞物”都被喷出后,就会有从火山口或火山锥侧缘的裂隙中涌出的熔岩流。

    超武尔卡诺型喷发

    超武尔卡诺型爆发和水蒸气爆发一样,几乎是无岩浆物质的爆发式喷发。也有称超火山(日本磐梯山)型爆发。由于喷发无熔岩而只有喷发物质,所以喷发物质是在冷却状态下喷发的,偶尔会在炽热状态下喷出。这种喷发方式的特点是有大量的基底火山碎屑出现,有时可达75%~100%。喷发出的物质在体积上从巨形岩块到火山灰都有,大小有很大变化很。碎屑通常呈棱角状和尖棱角状,无火山弹和熔渣。

    苏特塞式喷发

    1963~1967年,由于冰岛南部近海连续不断地火山喷发,产生了苏特塞火山岛。火山活动的前半个时期,在浅海海底的一个火山口以反复爆发式喷发为特征。当玄武质岩浆接触海水时,又发生了爆炸,使大量细粒物质(火山灰)产生。这种由岩浆-水蒸气、水蒸气-岩浆爆发的类型不同于陆上的斯通博利型。

    任何一座火山事实上都可能会有不同的喷发类型出现,即使是同一种喷发类型,也可能在不同类型的火山作用中出现。如以斯通博利型命名的斯通博利火山,就曾有几次武尔卡诺型喷发发生;基拉韦厄和冒纳罗亚火山被命名为夏威夷式喷发,但在不同时期均观测到从斯通博利型到超武尔卡诺型的喷发。

    延伸阅读——火山的喷发过程

    火山在喷出地表之前,需要经历岩浆形成与初始上升阶段、岩浆囊阶段和离开岩浆囊到地表这三个必要阶段。

    岩浆的产生通常而言必须有部分熔融和熔融体与母岩分离这两个过程,但实际上这两个过程不大可能互相独立,可能在熔融开始产生时,熔融体与母岩的分离就有了。部分熔融是液体(即岩浆)和固体(结晶)的共存态,产生部分熔融的原因可以是温度升高、压力降低或固相线降低。随地幔流上升的部分熔融物质,在流动中也会有液体和固体的分离的现象产生,从而产生液体的移动乃至聚集,我们称之为熔离。

    到了岩浆囊阶段,岩浆囊是火山底下由岩浆充填着的区域,是地壳或上地幔岩石介质中岩浆相对丰富密集之地。一般可以看做类似油藏的岩石孔隙(或裂隙)中的高温流体,一般认为,岩浆在地幔柱内只占总体积的5%~30%。从局部看,可以看做内部相对流通的液态集合。岩浆是一种混合物,由岩浆熔融体、挥发物、以及结晶体组成。

    从岩浆囊到地表阶段,岩浆会从岩浆源区一直到近地表的通路的上升,和岩浆囊的过剩压力、通道的形成与贯通、以及岩浆上升中的结晶、脱气过程有关系。当地壳中引张或引张-剪切应力比当地岩石破裂强度大时,就可能形成张性或张-剪性破裂。若这些裂隙互相连通,就可以作为通道使岩浆喷发。

    火山喷发带来的改变

    位于地壳以下100~150千米处,有一个“液态区”,区内存在有高温、高压下含气体挥发成份的熔融状硅酸盐物质,也就是岩浆。一旦它从地壳的薄弱之处冲出地表,就形成了火山。

    地球上已知约有2000座“死火山”;而已发现的“活火山”共有523座,其中陆地火山455座,海底火山有68座。地球上的火山分布很不均匀,均出现于地壳中的断裂带。火山就整个世界范围来看,主要集中在环太平洋一带和印度尼西亚向北经缅甸、喜马拉雅山脉、中亚、西亚到地中海一带,现今地球上99%的活火山都在这两个带上分布。

    火山的诸多类型

    火山的形成有一系列物理化学过程涉及在内。火山在形态上由于火山喷发的物理化学条件的不同而有着多种不同的类型。

    盾状火山:是具有宽阔顶面和缓坡度侧翼(盾状)的大型火山,低粘滞性的玄武岩岩浆为这种火山挤出的主要物质。典型的盾状火山如夏威夷岛(大岛)。它由5个连续年龄的火山连接而成,MaunaLoa火山是其中最大的,从海底至山顶有9090米。

    火山渣锥:是玄武岩碎片堆积而成的山丘,喷出气体携带熔岩滴进入大气,然后降落在火山口附近,从而形成火山锥。熔岩滴通常在飞行中,降落地之面前已是固态的或部分固态的,称之为火山弹。如果气压下降,最后阶段的可能是熔岩流冲出渣锥的底部。如果有充裕的水存在于熔融岩浆中,它们之间的相互作用将有玛珥湖(低平火山口)而非火山渣锥形成。并且火山锥随着喷发时间的加长而变得越高。火山渣锥可以单独存在,也可以组成小的或大的群,或火山场。

    复合型火山(层状火山):为多次喷发所建造,可以有几十万年或几百年的复发周期。形成复合型火山以安山岩最常见,不过也有例外。虽然安山岩复合型火山锥主要构成物是火山碎屑,但是有些岩浆侵入可使锥体内部破裂从而形成岩墙或岩床。这样多次侵入形成的岩墙或岩床将碎石变成巨大的堆积。与单独由碎屑物构成的火山锥比较,这样的构造可以更高。但是也可能由于太高太陡造成不稳定,以致在重力作用下垮塌。

    火山喷发造成的影响

    火山喷发是大自然疯狂的一面的体现。一座爆发中的火山,可能会有灼热的红色熔岩流流出,或是有大量的火山灰和火山气体喷出。一般而言,最具威力、最为壮观的火山爆发经常在俯冲带发生。在沉寂达数百年之后,这里的火山可能会再度爆发。而一旦爆发,就会有特别猛烈的威力。这样的火山爆发常常会给人类带来灭顶之灾。

    火山爆发时,会有大量火山灰和火山气体喷出,对气候造成极大影响。因为这些被喷到高空中后的火山灰和火山气体,会随风散布到很远之处。这些火山物质会将阳光遮住,使气温降低。另外,火山爆发喷出的大量火山灰和暴雨结合还会形成泥石流,将道路、桥梁冲毁,将附近的乡村和城市淹没,使无数人无家可归。

    不过,虽然火山喷发通常会给人类带来巨大灾害,但也并不是一无是处。有效利用火山资源也可以给人们的生活带来乐趣与便利。一般而言,火山资源主要体现在其旅游价值、地热利用和火山岩材料方面。

    可以说,火山和地热堪称一对孪生兄弟,一般有火山的之处,就有地热资源。地热能是一种廉价的无污染的新能源,因而得到广泛应用。现在,地热能的应用从医疗、旅游、农用温室、水产养殖一直到民用采暖、工业加工、发电方面,都可见到。人们曾对卡迈特火山区的地热能做过计算,结果发现那里的天然蒸汽和热水喷口成千上万,平均每秒喷出高达2万立方米的热水和蒸汽,一年内可从地球内部带出40万亿卡的热量,和6万万吨煤的能量相当。而冰岛所处之地由于火山频发,可开发高达450亿千瓦时的地热能,地热能年发电量可达72亿千瓦时。当地人对这些资源进行了很好的利用,虽然目前仅开发了其中的7%,但给当地人已带来了很多效益。

    多种矿产可以通过火山活动形成,以硫磺矿的形成最为常见。陆地喷发的玄武岩,常将自然铜和方解石结晶出来,喷发于海底火山的玄武岩,经常可以形成规模巨大的铁矿和铜矿。此外,众所周知的钻石,其形成也和火山有关系。玄武岩是分布最广的一种火山岩,同时它又可作为良好的建筑材料。玄武岩熔炼之后称为“铸石”,其最大的特点是坚硬耐磨、耐酸、耐碱、不导电,并可作保温材料,可用于各种板材、器具等的制作。

    火山喷发形成的奇观

    当地的地形形貌会在火山喷发后产生一系列变化,许多自然奇观甚至会因此形成。间歇泉即是火喷发后期的一种自然现象。当地下水被地下的高温加热到一定压力后,就会使水和蒸汽从喷口处冲出,压力降低后便停止喷出,进入下一个过程。美国黄石公园的间歇泉非常有名,其中有些可射到100多米高,其吼声可谓惊涛骇浪般、令人惊心动魄。如老忠实泉,可喷出高达180米左右的水柱,沸水散发出的蒸汽好像挂在蓝天上的一团白云。它每小时喷射1次,每次历时5分钟,因其非常准时,故人们亲切地称之为“老忠实泉”。

    有的火山口底部还有岩浆湖,犹如一锅滚开的粥一般。位于夏威夷岛上的基拉韦厄火山口直径4000多米,130米深。一片深十几米的岩浆湖就位于该“大锅”的底部,有时湖上还会有高达数米的岩浆喷泉出现。

    在我国黑龙江省有一处由7个死火山口演化来的“地下森林”。因为火山喷发物经风化后形成了肥沃的土壤,一些植物便将自己的家安置在这个大坑里。这种地下森林非常少见。

    有些火山口可谓是大自然的鬼斧神工之笔。如恩戈罗恩戈罗火山口,号称“世界第八奇迹”,有600多米深,上面直径为18千米,面积254平方千米,底面积为260平方千米,活像一口直上直下的巨井。并且还有狮子、长颈鹿、水牛、斑马等很多动物生活于这口“井”里,简直像动物园一般热闹。

    日本九州岛上的阿苏火山是世界上最大的破火山口是,这个火山口东西方向17千米,南北方向25千米,周长100多千米。我们仅从其规模就可想象当时火山爆发的巨大威力。

    新知博览——喷出岩

    喷出岩是指岩浆喷出地表冷却凝固而形成的岩石,也称为“火山岩”。

    狭义的喷出岩指的是各种熔岩,而熔岩则具有两种含义,一种又称熔浆,指喷出地表后挥发逸散的炽热熔融状态的岩浆;另一种则是指由熔浆冷却凝固而形成的岩石。没有冷却的熔浆可以沿山坡或河谷流动,因它的前端大多呈现舌状,所以把它称为熔岩流。其粘稠性和流动速度因熔浆化学成分的差异也不相同,基性熔浆一般SiO含量较少,具有较小的粘性,较大的流速;酸性熔浆SiO含量较多,具有较大的粘性,较小的流速。熔岩被是指大面积的熔岩流冷凝而形成的岩石。熔岩冷凝过程中,由于岩石导热性和地表形态的不同,可有各种形态诸如波状熔岩、绳状熔岩、块状熔岩、熔岩瀑布和熔岩隧道等形成。

    熔浆可以是于火山爆发之时喷流出火山口,也可以是沿断裂溢流而出。熔浆的化学成分不同,经冷却凝固后所形成的岩石也各异。玄武岩为基性的喷出岩,安山岩为中性的喷出岩,流纹岩为酸性的喷出岩,粗面岩和响岩为半碱性和碱性喷出岩。喷出岩以多气孔、杏仁和流纹等构造为特征;而在形状上多呈现出玻璃质、隐晶质或斑状结构等。火山玻璃岩指的是玻璃质的黑曜岩、珍珠岩、松脂岩、浮岩等喷出岩。

    广义的喷出岩包括各种熔岩和火山碎屑岩。火山碎屑岩主要由火山作用而形成的各种碎屑物堆积而成,常常有一定数量的正常沉积物或熔岩物质混在其中。

    海底峡谷的奥秘

    如同陆地一样,海底世界有群山、平原、盆地,也有峡谷。历经100多年的测量和研究,科学家发现海底峡谷大多在大洋边缘的大陆架外沿分布,峡谷蜿蜒曲折,有支谷汊道,谷底往下倾斜,经常是从浅海陆架或陆坡上部一直延伸至达2000米以上水深的陆坡底部。

    目前,已有几百个通过卫星探测到的海底峡谷,它们犹如一条巨龙一般,尾巴在大陆架,“龙头”则在大洋底。比如恒河口到孟加拉湾的海底峡谷,有7000米宽,深达70米以上,长达1800多千米,一直潜入印度洋底5000多米的深处。

    海底峡谷有哪些类型

    全世界所有的大陆坡几乎都分布有海底峡谷。但海底峡谷在倾角小于1°的平缓陆坡,以及有大陆边缘地、海台或堡礁与陆架隔开的陆坡上,就较为罕见了。有些海底峡谷与陆上河谷(或古河谷)相邻接,但是也有不少海底峡谷与陆上河谷尚未发现有任何关联。

    海底峡谷有很多种类型,比较常见的有下面几类:

    海底扇形谷:这种海底峡谷的谷口向外扩展,构成物是大量的沉积物质,沉积形状呈扇面。很多时候,这是海底峡谷谷底的延伸。谷壁两侧陡峻是扇形谷的另一特征,高度一般在200米左右。

    陆架沟渠:是一种穿过大陆架的较浅的谷地,谷壁的高度很少有高于183米的,且沟渠多在一些大陆架边缘的盆地处分布。这种陆架沟渠在海洋底部其实并非普遍存在。科学家发现主要有纽约海岸外的哈得逊沟渠、英吉利海峡中的赫德海沟、爱尔兰海中的圣乔治沟渠等比较典型。

    冰蚀槽:这种槽形谷地大多位于冰川侵蚀海岸外的大陆架上,深度大多超过183米。还会有一些不大的盆地和分支分布在冰蚀槽的底部。冰蚀槽的宽度一般为80千米左右,500~600米深。劳伦琴冰蚀槽是最着名的冰蚀槽,它始于圣劳伦斯湾,延伸1046千米后到达萨格纳河外241千米的大陆架边缘处。研究人员多认为,冰蚀槽的成因可能是在大陆架露出水面时,由于地球正处于冰川时期,地壳被巨大的冰川流过并切割成巨大的沟槽。

    深海峡:主要在深海底的深海峡谷分布,如槽形剖面,其走向既有有平行于大陆边缘的,也有和大陆边缘保持一个很大角度的。最着名的深海峡谷始于格陵兰西海岸外,一直延伸到格兰德滩尖端外的洋中海峡谷。这条深海峡谷的深度与周围海底的深度比起来还要深出90多米,而宽度只有2.4~6.4千米。一些地质学家认为,这种深海峡谷可能形成于海底浊流的冲击分割作用,因为在通常情况下海流不太可能将所携带的沉积物将所携带的沉积物在这里卸下。

    海底峡谷的成因

    对于形成海底峡谷的原因,有研究人员认为,可能源于地震引起的海啸对海底侵蚀造成的。但是,在一些并未发生过海啸的地区科学家也发现有海底峡谷存在。并且,单靠海啸的冲击要形成如此巨大的海底峡谷是无法完成的。所以若用海啸作为对海底峡谷的成因的解释,看来并不可令人信服。

    另外一种假说认为,海底峡谷的形成可能源于大陆架基底原始断裂的不断发展。虽然许多科学家都对这一说法表示认同,但是也仅是推断而已,目前还没有足够使人信服的证据。

    除上述两种说法以外,还有一种代表性的说法是浊流侵蚀说。

    荷兰的海洋地质学家奎年在20世纪40~50年代为了对海底浊流存在巨大冲击力做出证明,曾经运用人工方法在水槽中做了一个试验,对海底在清水底下流动的浊流进行模拟,以对浊流的确具有较强侵蚀作用加以证明。1929年,在纽芬兰海岸外发生了一起事件,在不到一昼夜的时间内,海底电缆沿陆坡向下依次折断。美国海洋地质学家1952年对此进行了研究,认为造成这种情况的原因来自于强大的海底浊流。同时,他们还依据海底电缆依次折断的时间,计算出了在坡度最大处,这股浊流流速有28米/秒之高;即使在到达6000米的深海平原时,也不低于4米/秒的流速。而这也为浊流侵蚀说提供了证据。

    此后,在大陆架的外缘、海底峡谷谷底等处,均有不向下游移的砂砾和流痕被发现。这些现象证明,曾有过强大的浊流在海底峡谷中通过。但是,浊流侵蚀能力虽然较强,但海底峡谷的规模非常之大,仅凭这些深海浊流是否真能将海底峡谷切割成数百乃至数千米之深呢?这还令人怀疑。特别是许多谷壁的构成多是相当坚硬的岩石,峡谷要在这些地方形成峡谷并不易。所以说,对于形成海底峡谷来说,尽管浊流可能是一种重要作用力,但并不一定就是唯一方法。

    总而言之,对于海底峡谷的成因目前还没有定论。对此,科学家们还在进一步研究探讨。但是我们相信随着时间的推移,人们会越来越深刻地认识海底峡谷。总有一天,我们将会彻底揭示谜底。

    相关链接——什么是海谷

    除了海底峡谷之外,还有一些其他的海底谷。比如常有横剖面呈“U”形、谷身平直、分枝稀少的谷地见于大型三角洲前缘,叫三角洲前缘槽,其成因可能与海底峡谷类似。海底扇上的扇谷,也称深海谷,一般深度较小,谷底较平坦,谷壁基岩露头缺乏,一般是海底峡谷或三角洲前缘槽向海的延续。

    一些深海谷可延展至上,延伸走向常常跟海岸线平行,如自巴芬湾向南延入北美海盆的中大西洋深海谷即是如此。大陆坡上还有一些人们称之为坡沟的浅小海谷,微微弯曲、支谷较少。其成因主要在于块体滑塌作用。断裂下陷还会使谷壁平直、底部宽阔的槽形谷得以形成。

    大峡谷之谜

    位于美国亚利桑那沙漠中部的大峡谷,长约515千米,最深处为格拉尼特峡,深1600米,最宽处达29千米。层层岩石构成了峡谷的峭壁,有清晰可见的岩纹;谷底是浅黑色的片岩(一种容易裂开的变质岩)和含有丰富化石的花岗岩。荒凉的孤山矗立于地面上,仿佛失修多年的庙宇;冲沟、裂隙交错其中,好像迷宫一般复杂。难怪19世纪的一些科学家以为,一定是由于大地震才造成了大峡谷。

    推测峡谷的形成

    经过多年研究,地质学家们认为,大约在60万年前,广阔的凯巴布高原作为两大河系的分水岭,其东流淌的是古科罗拉多河,其西流着的是瓦拉佩河。然而随着时间的不断推移,瓦拉佩河逐渐侵蚀上游,对凯巴布高原不断产生冲蚀。日复一日,终与古科罗拉多河连接起来,今天水力万钧的科罗拉多河得以形成。

    在建成格伦峡谷堤坝之前,科罗拉多河奔泻的时速平均是33千米,每天有数以百万吨的岩石和泥土冲蚀而出。高原表面原是古代海床,其下有许多6亿年前至2.5亿年前古生代中沉积下来的层砂岩、页岩和石灰岩。在底部的片岩年代更加久远,属20亿年前的前寒武纪。

    新生的科罗拉多河奔流在高原上,沿途将岩石表面冲蚀切割。同时,地壳活动推起岩石,形成巨大圆丘。缓缓上升的凯巴布高原,在500万年间升高了1216公尺。河水夹杂的石块和砂粒不断摩擦峡谷,便将峡谷侵蚀得愈来愈深。河水向下切割,其他侵蚀力量则打击岩石表面,使之分裂。石隙因温度骤升骤降而增大;砂砾和岩屑被冬天的风暴和春天的融雪冲下石沟。流水的冲击力随着地面阻力的减小而变得越来越大,使谷底受到猛烈切割;同时,岩层继续隆起,位于河道两边的峭壁不断增高。在这种不断冲击的力量下,就形成了大峡谷。

    对大峡谷的探究

    如此雄伟的峡谷貌似未发生变化,实际上每日都在悄然改变。美国于1964年将格伦峡谷堤坝建在大峡谷国家公园上游,使科罗拉多河的冲蚀力大大减弱。但是,绝壁仍然会受到冬天的暴风雨的猛烈击打,岩屑不断剥落;石隙中渐渐有植物在此生根生长,将石头挤裂,使碎石坠入谷底。

    尽管大峡谷满目萧瑟、看似毫无生机,但实际上谷里还是有很多动植物存在。谷底又干又热,多种沙漠动物如斑臭鼬、黄蝎子、鞭尾蜥等都栖居于此;桶形仙人掌和牧豆树也繁密茂盛;穗状耳的凯巴布松鼠只能在北里姆才能见到,艾伯特松鼠则在较温暖的南里姆生活。较谷底而言,峭壁则显得凉快,故亚利桑那灰狐和峭壁花鼠将家园安置于此;游荡于岩石间的美洲狮,数目日见其少;土着人也是如此,现今仅有少数哈瓦苏派印第安人居住于此。

    德科伦纳多及其队伍是最早来到这里的欧洲人。德科伦纳多是一名西班牙骑士,1540年为了寻找黄金率领300人来到这里。在峡谷边缘,他们听到有水声从西边传来,于是德科伦纳多派一名头目循声探查,结果找了3天,通往河边的路径仍然没有被找到。

    艾甫斯上尉于300多年后的1858年来到此地。他带领探险队在亚利桑那西北部进行考察,启锚于加利福尼亚湾,沿科罗拉多河上溯,在炎热天气下进行了为期两个月的航行。终因水流过于湍急汹涌,他决定登岸,在南里姆骑骡子沿岩架前进。根据艾甫斯上尉的忆述,岩架“距陡峭深渊的边缘不到8厘米,渊深300米;另一边,一堵陡直岩壁差不多触及我膝,高不可攀”。他将那里称为科罗拉多大峡谷。

    新知博览——神秘的福科纳斯

    福科纳斯位于美国犹他州、柯罗拉多州、亚利桑那州和新墨西哥州4所州接壤处,随处可见壮阔奇丽的地貌。因此,这一带国家公园和名胜古迹遍布,而谢伊峡谷是其中独树一帜的景象,它环境清幽,与世隔绝,而且在生活和信仰方面都曾经深深地影响过昔日当地居民。

    这个峡谷好似一个迷宫,由许多峡谷组成,流速缓慢的河川将其雕凿而成,谷底深入到迪法恩斯高原的红砂岩中。峡谷岩壁从9~300米高度不等,不仅陡峻且非常平滑;岩壁上的黑色条纹和油画中的线条十分酷似,故有“沙漠油彩”之称,其成因是含有丰富矿物的水流千百年来从崖壁上流下岩面之故。

    风霜的常年侵蚀,将峡谷边缘的巨砾冲落谷底。不久巨砾分解为沙粒,随风而去。因此宽阔的谷底看起来很整洁。

    尽管冬天谢伊峡谷很寒冷,但总能吸引很多人前来定居。幽深的壁凹多位于高耸的悬崖脚下多,其中几处有很多岩石建筑群的废墟矗立着,那是一个消失于公元1300年左右的古代民族所留下的。这个民族的人被后来到此地的纳瓦霍人叫做“阿纳萨基”,即“古人”之意。

    石化森林国家公园位于距谢伊峡谷不远的地方,那是一片布满树干的荒漠。躺在那儿已达2.35亿年之久的树木,会在恐龙时代早期繁茂以至枯死。当时这个位于亚利桑那州的地区还是一片热带沼泽。而那些倒下的树木被埋进沉积物中后,不断从地下水中不断将硅元素吸收进来。五彩缤纷的硬玛瑙逐渐取代了树木中的有机物;包在石化树木外面的软石层、蕨类植物、鱼类以及爬虫化石被侵蚀掉了,从而使这个记录了地球早期历史的形象化文献得以形成。

    隐藏在谢伊峡谷陡崖壁凹的废墟是一组宏伟的岩石建筑群,高耸的塔楼和地下厅堂位于其中。其建造者从公元100~1300年之间生活在此,纳瓦霍人将之称为阿纳萨基。

    令人称奇的天坑

    天坑,指的是容积巨大、陡峭而圈闭的岩壁,其轮廓呈现出深陷的井状或桶状等非凡的空间与形态特征,发育在具有极大厚度、极深地下水位的可溶性岩层中,从地下通往地面,平均宽度与深度均大于100米,底部与地下河相连接(或者有证据证明地下河道以迁移)的特大型喀斯特负地形。

    目前,已经确认达78个天坑,其中分布在中国的达2/3。而科学界对天坑也在进行不断的考察、认定和争论等。喀斯特地貌在世界上具有广泛的分布,在地球总面积中约占10%,中国喀斯特在全国总面积中约13%,主要在南方的贵州、广西、重庆、四川、云南等省区分布,也是世界上最大的以及最集中连片的喀斯特区。

    天坑的成因

    天坑的形成原因据地质学家认为大多分两种,多数的天坑都属于塌陷型(广西乐业天坑群等),而较为罕见的是冲蚀型(重庆武隆后坪冲蚀天坑群等)。

    一般而言,至少要同时具备6个条件才可以形成天坑:一是要有比较厚的石灰岩层,因为岩层只有足够厚,才能提供足够的空间形成天坑;二是要有很深的地下河水位;三是要有比较大的包气带(含气体的岩层)厚度;四是要有大的降雨量,这样才能保证足够大的地下河流量和动力,足可把塌落下来的石头冲走;五是要有比较平的岩层。观察天坑四周的绝壁我们就会发现,岩层是平行于地面的,如同堆在四周的层层石板,只有这样的岩层才能垮塌;六是要有突起的地壳,因为地壳运动可以提供动力给岩层的垮塌。

    乐山天坑群之谜

    科考专家称,目前世界最大的天坑群是乐业天坑群,分布在中国西南云贵高原东坡。迄今已发现的近20座天坑几乎将各种类型的天坑都囊括了,是一座“天坑博物馆”和“世界岩溶圣地”。而专家们则在天坑群中最大的一个天坑里获得了许多令人震惊的发现。

    如刀削似的绝壁将乐业天坑四周包围,形成了一个巨大的竖井。天坑的底部,有一片极为罕见的原始森林,面积达几十平方千米;森林里有溶洞群、地下河流相通。人类从未涉足于此。

    在科学家的考察过程中,有大量的生物化石在乐业天坑群周边地区被发现。据了解,这些生物化石属于二叠时期海洋动物化石。同时,在天坑周边地区还有一个大型的旧石器时期人类生存的遗迹存在。这一发现已经被列入世界十大考古发现之一。专家们指出,与北京周口店人类遗址的价值相比,这一遗址的价值可谓不相上下。此行,专家们将进一步对这些遗迹的价值做出评判,并对人类当时的生存状态作出揭示。

    大石围的底部还有两条地下暗河与之相连,专家们在地下河里发现了盲鱼、蟹和一些虾等。暗河具有十分奇特的水温,把手伸入水中,居然是一冷一热的两条河水。这究竟是什么原因造成的?对此,专家们目前还无法作出明确解释。

    对于形成乐业天坑群的时间,专家推测,它们大约于300~400万年前的新生代第四纪形成。从调查的情况看,在形成过程中,乐业天坑群曾遭遇了剧烈的地壳抬升运动。

    然而,随着这些谜团的逐渐解开,一些新的谜团又衍生出来了:大石围附近的白洞天坑与冒气洞相连,一边洞口冒气,一边洞口吸气,专家对这种奇异的呼吸景观一时无法解释;乐业县境内除已发现的天坑外,是否还有不为人知的天坑存在?在这片神奇的崇山峻岭下面,是否还有正在继续坍塌的溶洞在某一天突破崩陷,成为新的天坑呢?这些问题都有待专家作进一步研究。

    科考人员迄今为止,已在俄罗斯、澳大利亚、巴布亚新几内亚发现了类似的天坑。近年来重庆南川地区也发现了3个深约300米的天坑。而乐业天坑之多之深却是科学待解之谜。

    相关链接——天坑地缝

    位于地处重庆市奉节县城南岸38千米处的天坑地缝,面积456平方千米,北边紧靠长江三峡第一峡——瞿塘峡和历史名胜白帝城,东南与张家界相通,东与巫山龙骨坡古人类文化遗址相邻。由小寨天坑景区、天井峡地缝景区、九盘河景区、茅草坝景区、迷宫河景区和龙桥河景区等6部分组成。

    天坑地缝内分布有大大小小、数不胜数的喀斯特漏斗,无数的世界级地下暗河错综分布,千奇百怪的溶洞各具形态,几乎将当今世界喀斯特地质地貌奇观的巅峰之作全部囊括其中,有“地质博物馆”的美誉。天坑坑口直径626米,坑底直径522米,坑深666米,总容积11934.8万立方米,是几座山峦间凹下去的一个椭圆形大漏斗。

    其中,无论在峡谷的长度、狭窄度,还是谷地类型的多样性及典型性等方面,小寨天坑均称得上世界级岩溶景观,在美学观赏和科学研究中具有极高价值。天井峡地缝是一条大裂缝,形成于2座平等的山峦之间,和小寨天坑同属一个岩溶系统。地缝全长37米,宽1500米,深4900米,分为上、下两段。从兴隆场大象山到迟谷槽为上段,约8000米长,为隐伏于地下的暗缝。通过兴隆场大象山天井峡能够进入缝底,通行长度为3500米。缝有80~200米深,底油3~30米宽,缝两壁非常陡峭,犹如刀割,可谓是典型的“一线天”峡谷景观。在缝的底部有落水洞,大暴雨过后有水流。从天坑到迷宫峡为下段,有暗洞长约6000米,英国洞穴探险家于将其探通。有犁头湾瀑布、玉梭瀑布、巨象探泉、变幻峰、石观音、鬼门关、阴阳缝、双风洞等景点位于其中。

    认识美丽的岛屿

    岛屿或岛,是指四周被水面所包围的、面积比澳大利亚大陆小的陆地。在狭小的地域,如果有两个以上岛屿集中,就称为“岛屿群”;“群岛”或“诸岛”指的是大规模的岛屿群被;“列岛”意为列状排列的群岛则。而如果一个国家的整个国土都坐落于一个或数个岛之上,则这个国家可以被称为“岛屿国家”。

    目前,全球的岛屿总数可达5万之多,总面积约为997万平方千米,在全球陆地总面积中,约占1/15。从地理分布情况看,岛屿在世界七大洲均有分布,其中岛屿面积最大的当数北美洲,可达410万平方千米,占该洲面积的20.37%;岛屿面积最小的是南极洲,仅7万多平方千米,在该洲总面积中,只占0.5%。

    岛屿是如何形成的

    岛屿的形成,需要一定的自然条件和地质条件,通常来说,大部分岛屿是因地壳运动引起陆地下沉或海面上升,导致部分陆地与大陆分离而成为岛屿的。从成因上来说,岛屿可以分为大陆岛和海洋岛两类。大陆岛和大陆是“本家”,大多呈现出花彩链状,在大陆边缘的外围分布,和附近大陆在地质构造上相连,只是收到地壳变动或海水上升的影响,水把局部陆地包围起来,从而形成岛屿。最为典型的大陆岛当属中国的台湾岛。海洋岛又叫做大洋岛,是自行在海洋中生成的岛屿,是分布于辽阔而又深邃的海洋上的岛。在地质构造上,这种岛屿和大陆无关,以成因划分,有火山岛和珊瑚岛之分。

    其次,还有一部分岛屿是由海底火山作用而产生的喷发物质(主要是熔岩)堆积而成,或是构成于由珊瑚虫的分泌物和遗骸堆积而成的珊瑚礁。我们把由海底火山喷发后产生的喷发物堆积而形成的岛屿,叫做火山岛。地处太平洋中的夏威夷岛就是典型的火山岛。珊瑚虫是形成珊瑚岛的主要力量,而珊瑚岛指的是经珊瑚虫的遗体堆积产生的海岛。在南纬和北纬20°之间的热带浅海地区,是珊瑚岛的主要分布地区,较为集中于太平洋的浅海,如澳大利亚东北面的大堡礁。我国南海诸岛中的多数岛屿都是珊瑚岛。

    此外,还有少数的岛屿是由河流、湖泊中的泥沙堆积而成的。冲积岛就是由河流或波浪冲积而成的岛屿。我国长江口的崇明岛就是我国最大的冲积岛。

    岛屿可分多少种

    岛屿从成因上看,可分为火山岛、大陆岛和珊瑚岛三种类型;而按岛屿的数量及分布特点来分,又可以分为孤立的岛屿和彼此相距很近的成群的岛屿(群岛)。

    由海底火山的喷发物堆积形成的岛叫做火山岛,较广分布于环太平洋地区,着名的火山岛群有阿留申群岛、夏威夷群岛等。以属性划分,火山岛有两类,其一是大洋火山岛,跟大陆的地质构造无任何联系;其二是大陆架或大陆坡海域的火山岛,和大陆地质构造关系密切,却又不完全等同于大陆岛,属于在大陆岛和大洋岛之间的过渡类型。

    大陆岛又称陆岛,指地质结构上与邻近大陆相似或相联系的岛。大陆岛原本为大陆的一部分,后来海水将其与大陆分开。大陆岛面积较大,地势较高。太平洋中的大陆岛如日本群岛和新西兰的南岛、北岛等主要在亚洲大陆和澳大利亚大陆外围分布。

    珊瑚岛是由活着的或已死亡的一种腔肠动物——珊瑚虫的礁体构成的一种岛。在珊瑚岛的表面,常常会有一层磨碎的珊瑚粉末——珊瑚砂和珊瑚泥覆盖在上面。珊瑚岛根据其形成状态,可分为岸礁、堡礁和环礁三种类型:在靠近海岸或岛岸的附近,有成长条形状的岸礁分布,主要集中在南美的巴西海岸和西印度群岛,见于我国台湾岛附近的珊瑚礁大部分是岸礁;堡礁分布距岸较远,呈堤坝状,与岸之间有泻湖分布,最着名的就是澳大利亚东海岸外的大堡礁;环礁分布在大洋中,形状极其多样,但大多呈环状,主要分布在太平洋的中部和南部,而且多成群岛分布。

    世界十大岛屿

    世界十大岛屿分布在不同的国家,其岛屿特征各不相同,它们分别是:

    格陵兰岛:为世界上最大的岛屿,在北美洲东北部,面积217万多平方千米。约有4/5的面积都位于北极圈之内。有长达4.4万千米的海岸线。年平均气温在0℃以下,最低可达-70℃。如果岛上所有冰雪都溶化,其外貌就如同一个漂浮在海上的巨型甜圈饼。

    新几内亚岛(伊里安岛):在西太平洋的赤道南侧,面积78.5万平方千米。是太平洋上最大的岛屿,也是世界第二大岛,全岛多山,海拔多在4000米以上,其中查亚峰海拔5030米,是大洋洲的最高点。

    新几内亚岛(伊里安岛或巴布亚岛):在澳大利亚大陆的北面,西南临阿拉弗拉海,南与约克角半岛隔托雷斯海峡相望,东南端伸入珊瑚海,有非常重要的地理位置。新几内亚岛东西约长2400千米,南北最宽处约700千米,面积785×103平方千米,仅次于格陵兰岛,属世界第二大岛。新几内亚岛是典型的大陆岛。在地质史上的近期,它连接着澳大利亚大陆;第三纪末期,由于地壳的下沉才与大陆分开。

    加里曼丹岛:原来被称为婆罗洲,是世界上第三大岛,面积约为73.4万平方千米。其北部属于马来西亚,还有一个文莱苏丹国。山地位于岛的中间,平原位于四周。南部地势很低,成为大片湿地。

    马达加斯加岛:位于印度洋西部,南回归线穿过该岛南部,与非洲大陆隔莫桑比克海峡相望。面积59万平方千米,是世界第四大岛。南北向地垒高地分布于中部和东部,海拔800~1500米,多为死火山;有较宽的平原分布于西部,海岸线平直。

    巴芬岛:加拿大的第一大岛,世界第五大岛。加拿大北极群岛的组成部分。东隔巴芬湾和戴维斯海峡与格陵兰岛相对,长1600千米,最大宽度800千米,面积50.75万平方千米。地质构造为加拿大地盾的延续,以花岗岩、片麻岩构成的山地高原为主要地形,海拔1500~2000米,最高处可达2060米。东高西低,山脊纵贯岛的东部,有冰川覆盖其上,中西部福克斯湾沿岸为低地。

    苏门答腊岛:面积43.4万平方千米,为世界第五大岛,北靠印度洋一侧,世界海事交通要道——马六甲海峡位于其东侧,是亚洲、非洲、欧洲、大洋洲之间相互往来的海上枢纽,素有“东方的直布罗陀”之称。

    本州岛:日本第一大岛,面积22.7万平方千米。西邻日本海,东濒太平洋,东北与北海道隔津轻海峡相对,西南与九州隔关门海峡为邻,南濒濑户内海与四国相望。整个岛屿是呈东北-西南向的弧形岛屿,长约1500千米,最宽约300千米。

    大不列颠岛:面积约22万平方千米,是欧洲最大的岛屿,也是不列颠群岛(包括爱尔兰岛和马恩岛)中最大的岛屿,全球第八大岛。同时,它还是仅次于爪哇岛和日本的本州岛。得益于墨西哥暖流的经过,与北半球同等纬度位置的地区相比,大不列颠岛岛屿的气候明显温和得多,气温凉爽而不寒冷,一年中大部分时间多云多雨。

    维多利亚岛:是加拿大北极群岛里的三大岛屿之一。其名字源自19世纪英国女王之名。地处加拿大西北部,南与大陆隔海峡、海湾相邻,近处约几十千米;东西约500千米长,南北约270~590千米宽,面积21.2万平方千米,是加拿大的第二大岛。维多利亚岛属于加拿大地盾一部分,由于大陆沉降而成岛。地势低洼平坦,从海岸向西北不断抬升,直到海拔650米,有冰碛物覆盖其上。全岛居民点只有为数不多的几个,位于南部的坎布里奇湾是其中最大的。不到千人的居民多为爱斯基摩人,以捕猎野生动物为生。

    埃尔斯米尔岛:属于加拿大北极群岛中最北边的岛屿,也是伊丽沙白女王群岛中面积最大的岛屿。东北与格陵兰岛紧邻。宽480千米,长804千米,面积20万平方千米,为加拿大第三大岛。东南部是加拿大地盾的延续,地形为古老结晶岩构成的山原;北部属于古生代褶皱带,褶皱山地主要是古生代的沉积岩,地形崎岖不平,群山高耸屹立,巴比尤峰海拔2604米,是北极群岛最高点。地处北极附近,气候严寒,冰川广布,地下有永冻层,有苔藓、地衣等低等植被分布。该岛北部是加拿大领土的最北端。

    相关链接——基岩岛与冲积岛

    基岩岛指的是大面积覆盖着基岩的岛屿。在中国的所有岛屿中,约有90%以上都是由基岩构成的岛屿,在新华夏构造体系的控制下,他们多呈北-北-东方向,形式上以群岛或列岛分布,很有规律。其中中国两个最大的基岩岛是台湾岛和海南岛。

    台湾岛是中国第一大岛,面积3.578万平方千米。在地质构造上,台湾岛处于西太平洋岛弧带,自渐新世至上新世,由地槽回返成为年轻的褶皱带,所以在岛上,新构造运动强烈,有较为频繁的地震活动。在第四纪冰期低海面时,台湾岛曾和大陆相连。在地形上,台湾西部是平原台地,东部是山岭,有台东海岸山脉、中央山脉、玉山山脉和阿里山山脉等主要山脉,最高峰玉山主峰海拔3997米,是台湾最高峰。整个岛屿及山脉走向均为北-北-东。河流大多发育于断裂处,台湾最大的西螺-台南冲积平原由浊水溪形成,屏东平原由淡水溪形成。

    海南岛为中国第二大岛,面积3.438万平方千米。岛呈中央高四周低之势,呈放射状水系,在更新世早中期才与雷州半岛分离。玄武岩在海南岛北部有广泛分布,并有完好的火山口保留下来。沿岸有不少典型的沙坝和泻湖港湾发育,湾内有红树林生长。

    冲积岛指的是河流入海后,泥沙在口门附近堆积而形成的沙岛。

    在世界上许多大河的入海口,都会有一些冲击岛形成。我国的冲积岛共有400多个,其中长江入海口的崇明岛即是其中一个很大的冲击岛。

    位于长江口的崇明岛,面积1083平方千米。公元7世纪前,长江口就出现了东沙和西沙,其后沙洲游移不定,现在的崇明岛即是以16世纪长沙为基础发展而成的。20世纪50年代以来,通过加固堤防,稳定坍势、围海造田等措施,使崇明岛面积扩大了80%。位于崇明岛南面的长兴、横沙两沙岛原也是一群沙洲,100年前这里尚是几片分散的河口沼泽地,19世纪下半叶开始围垦,通过近二三十年来修筑堤坝、人工促淤,渐成现状。

    踩在“火球”上的冰岛

    根据冰岛的一个传说,公元10世纪的时候,有一位英雄站在北大西洋这个崎岖多石海岛南岸的一个高海岬上,时刻监视着海面,提防北欧海盗入侵抢掠。到如今,昔日的海岬已成为岛内的一个山峰。强烈的火山活动也把公元10世纪时淹在南岸海底的岩石陆架升出水面,增大了海岛的面积。

    在这个位于地球北部的岛上,这样的地壳移动一点也不足为奇。其中冰岛就是一个地质活动很多的地方,全球任何面积同样大小的其地方都无法与之相比。

    冰岛的地质地貌

    冰岛今日的面积差不多有4万多平方千米,是中大西洋山岭露出水面最大的一个山脊。是早中新世晚期以来,由大西洋中洋脊裂谷溢出的上地幔物质堆积而成,属于火山岛。组成冰岛的岩石都是火山岩,以玄武岩分布最广,此外还有安山岩、流纹岩等。

    冰岛上火山很多,以“极圈火岛”着称,共有火山200~300座,其中有40~50座活火山。有拉基火山、华纳达尔斯火山、海克拉火山与卡特拉火山等主要火山。1963~1967年,在西南岸的火山活动使一个约2.1平方千米的小岛得以形成。

    冰岛的基岩是以玄武岩和火山岩屑为主。洋底也由玄武岩构成,因此冰岛地质与洋底相似。大陆的基岩上还有一层花岗岩,冰岛却基本上没有。冰岛目前的岩石大部分是早在6000万至4000万年前凝固而成的。地表下面近期的地质活动多半是在一个大约50×250英里的地带内发生。这个地带位于一条从西北通过全岛中心到东南的轴线上。由于冰岛长期有火山活动,化石极为稀少,所以鉴定地质年代差不多只限于利用岩石中所含的放射性同位素。

    整个冰岛在基本地势上,呈碗状高地,四周是海岸山脉,中间为一高原。大部分是台地,多在400~800米之间的高度,个别山峰可达1300~1700米。华纳达尔斯赫努克山海拔2119米,是冰岛的最高峰。低地只占很小一部分面积。西部和西南部有海成平原和冰水冲积平原分布,平原面积约占7%左右的全岛面积。没有冰川流过的海岸线呈不规则状,以峡湾、小海湾居多。其他沿海地区主要为沙滩,泻湖是由岸外的沙洲形成的。

    除了有大量各式各样的火山锥外,冰岛上还有许多活裂缝喷溢熔岩流,流出像流水似的熔岩液,把好几平方千米的地方都淹覆铺平,然后凝固。这样层层堆叠,就形成了熔岩平原和熔岩高原。而裂缝喷溢熔岩流的原因,则是由于地底岩浆压力逐渐增加,炽热的流体迅速沿着岛中央附近岩层的断裂涌出的。

    离冰岛首都雷克雅未克约30英里处,山岭在积雪平原上蜿蜒起伏,长达5英里。山岭中央还有一条宽阔的裂缝,从上而下裂缝两壁都是硬化了的熔岩。地质学家怀疑,这条名叫阿曼那格查的裂缝就是中大西洋山岭一个裂谷露出海面的部分。后来还有测量证实,阿曼那格查裂缝的确在慢慢扩阔,两边土地也正像洋底的情形一样,不断向外扩展。裂缝壁上那些硬化了的熔岩还现出许多岩柱,而岩柱是熔岩冷却时发生收缩龟裂所造成的。

    雷克雅尼斯半岛像只粗短的手臂,在西南岸伸入海中,首都雷克雅未克正位于半岛的北岸。这个半岛时常发生地震,不断出现新的张裂缝和温泉,一切都显示出不久的将来便会有更多火山爆发。

    弗拉沙西峡谷两侧有陡峻的峭壁,蜿蜒曲折近3200米,是被发源于亚宁山脉的伊西诺河的支流——水流湍急的森蒂诺河冲刷形成的。弗拉沙西峡谷两侧峭壁均为石灰岩,洞穴遍布。其中的“教堂穴”里,献给弗拉沙西圣玛丽亚的十一世纪小教堂,以及教皇利奥十二世于1828年下令修建的八角形教堂就建在其内。

    冰岛猛烈的火山

    弗拉沙西峡谷两旁的山岭都是典型的岩溶地带,也被称为喀斯特地貌。近年来,地质学家已经在此找出了5个地温上升的地区,表示这里可能有火山爆发的危险,其中有冰岛南岸对面的火山岛塞尔泽。这个岛是在1963年随海底喷出的炽热火山灰和熔岩而冒升出来的。据记载:自从公元12世纪以来,冰岛最有名的火山赫克拉峰每个世纪都约有两次大的爆发。

    1947年,赫克拉峰开始了最猛烈的一次爆发。开始时,火山喷出了巨量石块和火山灰,直达平流层(或叫同温层)。瞬间整个地区的天色就变得一片昏暗,高层大气上的风把一些火山渣和火山灰吹到冰岛以东1000英里外的斯堪底纳维亚半岛。温度高达华氏1900度的熔岩,一股股地从峰顶的火山口流出,一直流了1年多才停止。熔岩停止流出后,加上新喷出的岩层,结果把赫克拉峰的火山锥加高了约125米。到1948年的春天,火山爆发终于停止了,但浓厚的火山气还继续沿山坡流下,凝聚在附近的山谷中,不时把放牧的牲畜熏死。

    在冰岛,还有一部分地区会周期性地受到洪水的蹂躏,这种洪水名叫“冰川消融洪”,是活火山周期性爆发融化冰原下面的冰块之后,突然涌出地面的亿万立方尺冰川水。巨量融化了的冰水积存在冰川下面,冰块到了不能抵受下面的水压时就会破裂,冰水从裂口涌出来。而冰水还以96千米时速挟着大冰块和大石,以排山倒海之势向农村奔去。所经之处,农庄、粮仓及人畜均荡然无存。

    而加拉和格里斯沃敦这两座活火山的山腰和山顶几乎完全被冰原覆盖了,近些年发生的大洪水大部分从这里起源。在冰岛南部被密尔达尔斯冰川盖住的加拉火山更可怕,它大约每个世纪都会爆发两次。爆发时,冰川消融洪便有如大河泛滥,万马奔腾地冲过辽阔的密尔达尔斯平原,直趋南部海岸。

    冰岛的间歇泉与温泉

    冰岛以间歇泉而闻名于世。世界上三大间歇泉区之一,就在赫克拉峰西北约56千米处。其余的两个,一个在北美的黄石公园,另一个在新西兰北岛的陶波湖和罗托鲁亚湖一带。

    冰岛的格兰间歇泉经过几百年的不断喷发后,近年大大减弱,大部分已停息下来。可每次喷发后,沸水都会迅速蒸发,留下矿物质,积聚成一个巨型的锥体。而在这个锥体的四周,还环绕着20多个大小不同的活间歇泉。

    冰岛上共散布着700余个温泉,其中最热的一个温度高达160℃,位于该岛中部地壳裂缝常有火山及地质活动的裂谷区。有时沸腾的高温还会将嘶嘶做声的水汽从喷口逼出,水汽喷出后,遇到冷空气凝结起来,便涌现出一股白雾样的强力喷流。如果喷口被泥土掩盖,便会成为发声冒泡的泥池。

    冰岛的许多民房都是利用地热水取暖的,雷克雅未克城里几乎每座建筑物都是如此。沸水从300~600米深的水井抽出来。地下水源的温度大约是220℃,经过16千米的路程,输送到雷克雅未克的用户时,是212℃左右。

    维拉杰迪是位于雷克雅未克城以东约400千米的一个内陆小村落。虽然距北极圈不足320千米,却以水果、蔬菜、花卉而驰名。种植这些植物,靠的就是地下的热来保持室温,即使一些热带植物在这里也能生长。许多民房和商业大楼干脆就建在温泉之上。

    小知识-“岛”和“礁”的区分

    一般来说,二者主要有两种区分标准。

    其一是按面积大小来确定,如中华人民共和国在进行第一次海岛调查(1988~1994)时,界定海岛的依据就是面积要大于500平方米,香港等地也以500平方米为依据。

    其二是根据构成来确定,是不是覆盖有植被是一个重要标准。若是岛屿上有植被(即便只是数量极少的土壤和零星的草),而没有土壤植被,就归为“礁”。该分类法较之于由于潮水涨落而产生的岛屿面积误差来说,更加稳定,中国沿海地方政府在进行地方志的编订时,一般均以此为依据,如平阳县地名网、象山县海域地名简志。按照这种标准来划定的“礁”,面积通常也小于500平方米。但是,也有个别礁盘很大,如浙江省渔山列岛北部的明礁牛粪礁,无植被,仅有紫菜及贝藻类生长,有非常大的礁盘,面积之广,达1万多平方米,最高点海拔27.5米。

    在国际法中,《联合国海洋法公约》第121条作出规定,岛屿的领海、毗连区、专属经济区和大陆架的确定与其他陆地领土相同,但是不能维持人类居住或其本身的经济生活的岩礁,不应有专属经济区或大陆架。这个规定相对较接近于前述后一种划分标准。

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