深海的海水年龄是怎么测量的

海水也有年龄吗?有。这里说的是海洋深部的水,从离开海面下沉算起,所谓海水年龄指的是在海洋内部的停留时间。全世界13亿立方千米的海水,只有顶上薄薄的一层能见到阳光,和大气进行交换,绝大部分海水要在暗无天日的深处度过千年长夜。深处的海水“资格”越老,从海面带来的溶解氧气越少,从海面掉下来的营养物质却越多,腐蚀性也更强,因此海水的“水龄”至关重要。

测量海水年龄的方法,是利用溶解碳里面的放射性同位素碳-14。碳-14是宇宙线撞击空气中的氮原子所产生,只有在表层的海水中才能获得。碳-14的半衰期为5700多年,进入海水内部之后,碳-14随时间逐渐减少,因此可以用海水中溶解碳的碳-14相对含量,来测定海水的年龄。

海水的碳-14年龄对深海研究有很大的用处,“大洋传送带”理论就可以用碳-14年龄来检验。如果在世界大洋各处采集3000米深处的海水,测定其中的碳-14年龄,就可以看到这条“传送带”的身影:北大西洋水的年龄最轻,只有几百岁;南大洋居中,1000多岁;流到北太平洋时已经进入“老年”,有着2000余岁的高龄。可见太平洋深部的水比大西洋老得多,这也正是太平洋海底碳酸盐保存不好,古气候研究不如大西洋的原因之一。

世界大洋3000米水深处的碳-14年龄

如果我们把世界大洋缩小到一个海盆,同样也有深部海水停留时间长短、海水周转速率快慢的问题。就南海来说,太平洋的海水只有从台湾和吕宋岛之间的巴士海峡才能进入,然后在南海里和河水、海水混合之后重返太平洋。现在的南海这种周转相当快,估计只有三十至五十年,这也是南海海底碳酸盐保存较好、对古气候研究比较有利的原因。

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