为什么海底会有“雪线”

深海海底是一个幽暗寂静的世界,没有阳光照射,没有冰川雪山。可奇怪的是,这里却有条泾渭分明的“雪线”。它将高低起伏的海底分成了两个不同色彩的世界。“雪线”以上呈灰色或灰白色,“雪线”以下则变成了红色或褐色。

为什么海底会有“雪线”?“雪线”上下为什么会呈现出不一样的颜色呢?原来,不同的颜色其实反映了海底软泥性质上的差异。在深海海底分布着两种软泥:一种是颜色较浅,呈灰色或灰白色的生物软泥;另一种是颜色较深,呈红色或褐色的黏土软泥。颜色较浅的生物软泥含有丰富的钙质和硅质生物骨骼,来源于上部海水中沉降的浮游生物的遗骸。这些浮游生物死亡后,其白色的生物骨骼,如同天空中的雪花飘落在海底,最后堆积在海底岩石上,形成了海底世界的“雪山”。而黏土软泥的主要成分是风和江河从陆地上搬运到海洋中并沉淀下来的各种黏土和细粒矿物,以及海底火山的喷发物,其中生物骨骼很少,碳酸钙的含量非常低。这些黏土软泥由于富含红色氧化物而呈现出红色或褐色等色彩。这两类软泥是大洋海底的主要沉积物。可以这样说,海洋的岩石基底上一半被灰色的生物软泥所覆盖,另一半被红色的黏土软泥所覆盖。

深海碳酸盐补偿线——“海底雪线”示意图

那么,深海海底为什么会形成这两种性质截然不同的软泥呢?原来,这与海水对碳酸钙的溶解现象有关。在深海,随着海水深度的增加,水压加大,温度降低,水体中的二氧化碳含量就会升高,碳酸钙溶解度也相应增大。至某一临界深度时,碳酸钙溶解量与碳酸钙补给量相抵平衡,软泥中的碳酸盐物质会全部溶解于海水中。这个临界深度叫作碳酸钙补偿深度(CCD)。科学家把大洋洋底这一深度的连线称为碳酸盐补偿线,简称碳酸盐线,也就是“海底雪线”。

因此,浅于碳酸盐线的海底部分,主要由钙质生物软泥所覆盖,表现出灰色或灰白色;深于碳酸盐线的海底部分(如深海盆地),由于绝大多数碳酸钙被海水溶解了,留下非碳酸盐的黏土和硅质软泥,从而表现出红色或褐色。碳酸盐线就如同一条出现在海底的“雪线”,造就了较浅的海底泥巴为灰色,而更深处的海底泥巴却是红色的独特现象。

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