北冰洋洋底地质调查

　　北极地质调查最困难的部分是中央北冰洋洋底的大地构造性质，

　　目前北冰洋里唯一活动的大洋扩张轴——北冰洋洋中脊实际上是大西洋洋中脊向北延伸的部分，只是在冰岛一带被一系列转换断层显著错开了而已，具有明显的中央裂谷、磁异常条带和横向转换断层带，现今仍以每年0.5～1cm的速度继续扩张，正由于北冰洋洋中脊的扩张而造就了宽阔的欧亚海盆，即今天的北冰洋主体，在这些新形成的大洋性地壳外侧，与原有老地壳交界的地方尚未形成俯冲消减带，因而没有明显的地震活动带，而距离最近的与洋中脊活动有关的活火山只是在杨马延岛才有，

地球结构示意图

　　要想了解比较完整的北冰洋发育历史，则必须追溯得更久远一些，至少从劳亚古陆说起，劳亚古陆也像其他巨大的大陆一样并非铁板一块，自从罗迪尼亚泛大陆裂解，冈瓦纳古陆形成后，劳亚古陆也同样经历了复杂的分裂与聚合过程，只不过规模相对小些而已，到2.35亿年前时，欧亚与北美洲之间又发生分裂，形成一个宽阔的洋湾——泛塔拉萨，以后随着库拉板块的漂移，奥莫隆、楚科特卡、科拉微陆块相继与欧亚陆块碰合，泛塔拉萨洋湾闭合消失，直到大约8000万年前，在地质年代表中属于白垩纪末期时，欧美古陆再度分裂，分裂的中轴就是阿尔法海岭，伴随着数千公里隆隆的火山喷发与大地震的摇撼，一阵阵灼热的岩浆沿阿尔法海岭的中央裂谷汹涌而出，又在海水中迅速冷凝，变成新的玄武质海洋型地壳，并将较早凝成的“老”地壳不断向两侧推挤，这样的洋底扩张作用造就了加拿大海盆，这一过程持续了大约几千万年，后来海岭渐渐平息下来，成为今天寂静的无震海岭，加拿大海盆也随之停止增长，因此可以说，阿尔法海岭是已经“死去”的相对较古老的大洋中脊的遗迹，

　　在阿尔法海岭之后，北冰洋洋中脊才开始活动，使欧亚陆块的北缘再一次分裂，欧亚海盆形成，罗蒙诺索夫海岭渐渐被推向北冰洋中心地带，所以说，罗蒙诺索夫海岭属于古老欧亚大陆边缘（巴伦支—科拉陆块）的一部分，是在欧亚海盆扩张时从大陆边缘分离出来的，它的几何形状、岩石种类、岩石年龄等都证实这种见解，在中央北冰洋各个海岭及洋中脊之间，分布着大大小小的深海盆地，但令人奇怪的是，在这些深海盆中，至今还没有发现主地幔热柱形成的类似于夏威夷群岛那样的大洋岛，而这类洋岛在世界其他大洋盆中却很常见，

　　随着自然科学向大科学时代过渡，北极地质考察亦加入全球大规模地质研究计划中，如全球岩石圈断面计划等，在目前“全球变化”的国际地圈—生物圈计划研究中，国际北极科学委员会中的各国地质学家们在北极地区岩石圈构造演化研究基础上，逐渐将注意力集中于解决重大地质事件对环境背景的制约作用，以及新生代古环境记录的获取与分析对比上，除了地质、海底采样或钻探、固体地球物理探测、航空航天遥感外，他们还力图运用新构造、沉积、地貌、冰芯等综合手段开展各种时间尺度地球历史环境演变的研究，北极地质学家迄今已经在北冰洋海底完成1000多个取样点，在斯瓦尔巴群岛以北进行了深海钻探，他们发现深海盆中心区海底沉积物的沉积速度是每千年0.1～1厘米，向周边地区逐渐增加到每千年3厘米，松散沉积物的厚度异于1～3.5千米之间，换算一下便可以知道这些松散沉积物是在大约10万年期间形成的，沉积物下就是更老的沉积岩和含有沉积物质的放射性硅质岩，

　　通过对沉积岩和沉积物的分析，可判断出北冰洋的永久性海冰是300～400万年前才开始出现的，当时北冰洋的水温迅速下降，水面结冰，水中悬浮的物质成分发生了巨大变化，不仅如此，由于海冰的出现，形成强大的洋底冷水流，因此又大大改变了北冰洋海流的运动方式，大量沉积物被海流通过弗拉姆海峡带入北大西洋，并在浮冰消融带下沉，在海底堆积成高高的沉积坝，强大的洋底冷水流还造成大量的侧压涡旋，如1975～1976年的14个月中，执行北极冰动力学联合实验计划的科学家在阿拉斯加巴罗角就直接观测到146个侧压涡旋，这些涡旋一般直径10～20公里，深度介于50～300米之间。

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