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大西洋中洋脊(Mid-Atlantic Ridge)是一個大部分地區都在海底的山脈,橫跨大西洋及北冰洋。大西洋中洋脊由北緯87度(距離北極333公里)伸延至南緯54度的布韋島。大西中洋脊的最高點突出海面,形成海島。大西洋中洋脊為全球中洋脊(Mid-ocean ridge)系統的一部分,其形成方式亦被認為與其他中洋脊相同,即在分離板塊邊緣(divergent boundaries)把板塊分開。北大西洋有北美洲板塊及歐亞大陸板塊互相分離,在南大西洋則有南美洲板塊(South American Plate)及非洲板塊(African Plate)互相分離。由於她們的分離作用仍然持續,所以大西洋中洋脊在每年都以5至10厘米的速度向東西方向成長。
發現
1850年,在大西洋下有山脊的推論首先由馬修·方丹·莫里(Matthew Fontaine Maury)提出。
1872年,大西洋中洋脊在挑戰者號科學考察(Challenger expedition)期間被發現。查爾斯·懷韋爾·湯姆生(Charles Wyville Thomson)帶領一班科學家上船在研究未來跨大西洋電報電纜的位置時,發現大西洋中央的海底高度有大幅的升高。[1]
1925年,聲納證明了此山脊的存在。[2]
1950年,布魯斯·查爾斯·希森(Bruce Charles Heezen)、威廉·莫里斯·尤因(William Maurice Ewing)、瑪麗·薩普(Marie Tharp)及眾人合力製作的全球海底地圖。地圖揭示出大西洋中央的山脊有著奇怪山谷與山脊的水深測繪(bathymetry),[3]中央山谷的地震活動活躍,同時亦是很多地震的震央(epicentre)。[4][5]尤因及希森發現此山脊是一個40000公里長的全球連貫的中洋脊系統的一部分。[6]此全球山脊系統的發現引致海床擴展(seafloor spreading)理論及普遍認同由阿爾弗雷德·魏格納(Alfred Wegener)提出的大陸漂移學說。
鄰近山脊與海溝
在大西洋中洋脊伸延至南端的布韋島後,大西洋中洋脊轉向至大西洋-印度洋-中洋脊(Atlantic-Indian-Ridge)。其山勢一直向東,穿越克羅澤海台(Crozet Plateau)至西南印度洋脊(Southwest Indian Ridge)。向西則連接斯科舍山脊(Scotia Ridge)。
大西洋中洋脊以赤度附近的羅曼什海溝(Romanche Trench)為界,分為北大西洋中洋脊及南大西洋中洋脊。羅曼什海溝為一狹窄的海溝,亦是大西洋其中一處最深的地方,有7758米深。大西洋中洋脊亦是人類認知中的最大山脈。
大西洋中洋脊上的島嶼
下列島嶼依北至南,與其最高峰及位置:
北半球 (北大西洋中洋脊):
揚馬延島(貝倫火山(Beerenberg)),2277米,
圖片參考:
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北緯71度06分0秒,西經08度12分0秒71.1;-8.2
冰島(瓦特納冰原的華納達爾斯赫努克火山),2109.6米,
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北緯64度01分0秒,西經16度41分0秒64.016666666667;-16.683333333333
亞速爾群島(皮庫島上的皮庫火山(Ponta do Pico)),2351米,
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北緯38度28分0秒,西經28度24分0秒38.466666666667;-28.4
百慕達(主島的市鎮山(Town Hill)),76米,
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北緯32度18分0秒,西經64度47分0秒32.3;-64.783333333333(百慕達在山脊上形成,但現在則位於山脊西面)
聖彼得與聖保羅岩(Saint Peter and Paul Rocks)(西南岩),22.5米,
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北緯00度55分08秒,西經29度20分35秒0.91888888888889;-29.343055555556
南半球 (南大西洋中洋脊):
阿森松島(綠山山頂(Green Mountain),859米,
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南緯07度59分0秒,西經14度25分0秒-7.9833333333333;-14.416666666667
特裡斯坦-達庫尼亞群島(瑪莉女王峰(Queen Mary's Peak)),2062米,
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南緯37度05分0秒,西經12度17分0秒-37.083333333333;-12.283333333333
果夫島(Gough Island)(愛丁堡峰(Edinburgh Peak)),909米,
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南緯40度20分0秒,西經10度00分0秒-40.333333333333;-10
布維島(Olavtoppen),780米,
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南緯54度24分0秒,西經03度21分0秒-54.4;-3.35
地質
大西洋中洋脊的山脈位於分離板塊的邊緣。因為岩漿由地幔上升,在分離板塊邊緣的板塊便被分開。岩漿的熱力令裂縫兩邊的地殼膨脹,所以便形成山脈。
大西洋中洋脊在中大西洋高地的最上方,而中大西洋高地則沿著全大西洋在持續膨脹。膨脹的成因是軟流圈(Asthenosphere)的向上對流力把海洋地殼及岩石圈。
大西洋中洋脊的分離板塊邊緣最初由三疊紀開始形成,當時一連串的三向聯結構造(triple junction)的地塹在盤古大陸產生而形成山脊。普遍來說三個地塹中的兩個形成分離板塊邊緣,不能形成的地塹被稱為拗拉谷(aulacogen),而大西洋中洋脊的拗拉谷漸漸成為很多美洲及非洲的大河谷(包括密西西比河、亞馬遜河、尼日爾爾河)。
山脊約在海面下2,500米,山脊兩側則更深5,000米。[7]
2007年,海洋學家們探索被形容為大型及前所未見的"地殼的傷痕"的地方,在那處地球的地幔岩石露出地面。而那地方正位於特內里費島及巴巴多斯附近的山脊。
板塊構造學說的歷史演進
1909年克羅地亞地震學家莫霍洛維奇發現地殼與地函的交界,即莫霍界面。
1913年古登堡發現了地函與地核的交界(即古登堡界面),地球具有分層的現象,且能具體說明分層的深度。
1915年大氣學家偉格納根據地質證據,提出大陸漂移學說,因缺乏飄移的動力來源而不被接受。
1929年英國地質學家霍姆斯相信大陸地殼下的熱對流是造成大陸分裂和飄移的原因,首次提出聚合與張裂的想法。
1940年代,發現海洋地殼與大陸地殼的花崗岩岩質不同,其厚度僅七公里。
1954年日本地震學家和達清夫與美國地質學家貝尼奧夫發現連接海溝與火山島弧底下的震源分佈,有一項內陸傾斜的帶狀構造(貝尼奧夫帶),為板塊構造學說想法的先驅。
1956年澳洲國家學院的艾爾文等人測量陸地的古地磁發現,若回推磁極,大陸都歷經長期漂移,且移動路徑與魏格納所描述十分接近。
1959年哥倫比亞大學的希森與地球物理學家薩普根據水深資料繪出第一張海底地形圖,清楚顯示了中洋脊與海溝。
1962年美國地質學家赫斯指出地函的熱對流導致海洋地殼從中洋脊向外伸張,隱沒於海溝,迫使大陸水平移動。板塊學說於焉成形,由原本的水平移動思維進化成地球內部的運動影響地表的想法。
1960年代,得到陸地的古地磁逆轉時間表,也認為中洋脊兩側交互出現的正反磁極,應為海洋地殼側向生長造成。
現在:已經能夠掌握全球各地海洋地殼年齡以及中洋脊擴張速率以及海溝隱沒速率,我們可以標出板塊的形狀,分佈以及移動速率及移動歷史
板塊分佈
1968年法國的勒皮順根據各方面的資料,首先將全球岩石圈分為六大板塊,即太平洋板塊、歐亞板塊、印度洋板塊、非洲板塊、美洲板塊和南極洲板塊。
隨著研究工作的進展,有人在勒皮順的基礎上在大板塊中又分出許多小板塊,如在香港出版的會考教科書中學會考活學地理一書中將全球分為七大板塊——太平洋板塊、歐亞板塊、非洲板塊、印度-澳洲板塊、北美洲板塊、南美洲板塊和南極洲板塊——以及六個較小的板塊--阿拉伯板塊、菲律賓板塊、胡安德富卡板塊、科科斯板塊、納斯卡板槐、加勒比板塊。
而環太平洋板塊邊界的板塊活動最為活躍,故此地震作用和火山作用也最為頻密。
板塊實際上就是岩石圈,包含了地殼以及一小部分的上部地函(地幔)。因此板塊沒有「大陸板塊」與「海洋板塊」的分法,只有依其成分組成命名為「大陸性的板塊」與「海洋性的板塊」。
板塊的運動及邊界
板塊在軟流圈之上運動,由地幔對流柱產生驅動力而運動。
板塊之間有三種相對運動方式:聚合、張裂與保守(錯動)三種方式,所以板塊之邊界可分為張裂型板塊邊界和聚合型板塊邊界和錯動型板塊邊界三種類型。聚合型板塊邊界是板塊相互擠壓的地區,在地貌上表現為海溝、火山島弧、褶皺山脈等。張裂型板塊邊界是板塊相互拉張的地區,在地貌上表現為裂谷、中洋脊等。錯動型板塊邊界(保守性板塊邊界)是兩個板塊互相摩擦的地區,轉換斷層發育,其運動方式類似地表的走向滑移斷層,因面積無改變而稱之為保守性。