在幽暗深邃的海底世界,一场场惊心动魄的“山体崩塌”正在悄然上演——海底滑坡。海底滑坡如同深海中的“沉默杀手”,虽然不常被人们提及,却蕴含着巨大的破坏力。它能瞬间改变海底地貌,引发汹涌海啸,对海洋生态、海上设施乃至人类生命安全构成严重的威胁。接下来,让我们一同深入了解这一神秘的海洋地质现象。
什么是海底滑坡?
海底滑坡
(图来源于网络,https://www.bilibili.com/video/BV1HZbpeeEzY)
狭义来讲,海底滑坡是指海底未固结的松软沉积物或存在软弱结构面的岩石,在重力作用下沿斜坡发生的快速滑动过程,包含平移滑坡、旋转滑坡等类型。而广义上,它涵盖了海底沉积物搬运的各类过程,除了上述滑动,还囊括蠕动、崩塌与重力流(碎屑流、颗粒流、液化流、浊流)现象。一般情况下,海底滑坡是不同类型、不同时期滑坡的复合体,并且在搬运过程中,其结构特征与力学性质会随时发生变化,还会伴随类型的转变。
海底滑坡是如何形成的?
海底滑坡的形成机制复杂,是多种因素共同作用的结果。
内部结构与动力条件
海底沉积物中粘土物质含量较多,会使沉积物的稳定性变差。天然气在海底产生的高压,也会破坏沉积物原有的平衡状态。比如,在一些富含天然气水合物的海域,当水合物因温度、压力变化分解产生大量气体时,就可能导致上层沉积物失稳,引发滑坡。
外部诱发条件
(1)地震:地震是引发海底滑坡的重要因素之一,全球约33-42%的海底滑坡由地震造成。1964年阿拉斯加南部海域发生9.2级地震,强大的地震波使海底地层震动,触发海底滑坡并引发海啸,造成130多人死亡,财产损失高达5.4亿美元。地震产生的震动会破坏海底沉积物的结构,降低其抗剪强度,使得原本稳定的斜坡发生滑动。
(2)海浪:尤其是风暴潮、海啸波等强大的海浪,它们在冲击海底时,会对海底沉积物施加巨大的作用力。长期反复的冲击,可能使海底斜坡上的沉积物松动,最终引发滑坡。
(3)海底火山喷发:火山喷发时,不仅会释放出大量岩浆、气体和火山灰,引起海水剧烈翻滚,其产生的冲击力还会改变海底地形,破坏沉积物的稳定性。此外,火山喷发还可能导致火山口或火山侧翼等结构破坏,在重力作用下,这些物质进入水体,引发海底滑坡。
海底火山喷发
(图来源于网络,https://news.sohu.com/a/758789379_100146324)
海底滑坡的危害
破坏海底基础设施:海底铺设着大量的光缆、电缆、油气管道以及海上平台等基础设施。海底滑坡发生时,其巨大的冲击力和快速移动的沉积物,会像一把利刃,轻易切断光缆、电缆,破坏油气管道,甚至掀翻海上平台。南海北部大陆坡就曾因地震引发海底滑坡,导致海底电缆中断,通信受到长达12小时的影响。
引发海啸:大型海底滑坡可能会推动大量海水,形成海啸波。这些海啸波在开阔海域传播时,速度极快,波长很长,当它们靠近海岸时,波高急剧增加,能对沿海地区造成毁灭性打击。8000多年前发生在北大西洋挪威海中南部的斯图尔加海底滑坡,滑坡量约3000立方公里,移动距离约800公里,受影响的陆坡面积达10万平方公里,这次海底滑坡引发了北大西洋大范围的海啸过程,海浪高度达3-20米。
科学家在为古代珊瑚礁绘制三维地图时,于澳大利亚东部太平洋海域海下1350米处,发现了一座巨型滑块遗迹——“格洛丽亚山丘滑块”。据推测,它是30万年前一场海底大滑坡的产物,体积达到澳大利亚著名景观乌卢鲁巨石的30倍,这片3.6公里长的山丘从原来位置滑动了30公里,甚至可能引发了海啸。
2018年9月28日,印尼苏拉威西岛先是发生6.1级地震,约四小时后又发生7.4级地震,触发了大海啸。地震与海啸引发了沙土液化,这一现象被称为“土地海啸”,造成大量人员伤亡与财产损失。据印尼国家灾害管理局消息,截至10月10日,遇难者攀升至2010人,至少两个处于“土壤液化”地带的村落被整体吸入地下,可能有5000多名村民随着房屋下沉到地表以下。2018年12月22日晚,印尼西部巽他海峡发生海啸,造成373人遇难,1456人受伤。印尼气象部门确认,此次海啸由万丹省喀拉喀托火山岛喷发引起海底滑坡所致。火山岛西南一侧约0.64平方公里的火山岩垮塌,最终引发这场灾难。由于印尼当时没有监测火山喷发和海底滑坡迹象的警报系统,致使民众难以提前防范。
如何防范海底滑坡危害?
监测预警:建立海洋地质灾害监测网络,运用地震监测仪、声学多普勒流速剖面仪、海底地形测量设备等多种仪器,实时监测海底地形、地震活动、沉积物动态等信息。通过对这些数据的分析,提前预测海底滑坡的发生可能性,并及时发出预警。
工程设计优化:在进行海底基础设施建设时充分考虑海底地质条件。通过地质勘察,避开容易发生滑坡的区域。对于无法避开的区域,则采取加固地基、增加防护结构等工程措施,提高基础设施抵御海底滑坡的能力。
科学研究:深入研究海底滑坡的形成机制、运动规律以及与其他海洋现象的相互作用关系。通过实验室模拟、数值模型计算等手段,提高对海底滑坡的认知水平,为防范措施的制定提供科学依据。
海底滑坡作为一种极具破坏力的海洋地质灾害,对海洋生态环境、人类生命财产安全以及海洋资源开发都构成了严重威胁。近年来,随着多波束测深、声呐探测、深海遥感等先进技术的广泛应用,我们得以更清晰地揭示海底滑坡的形成机制、运动规律和潜在风险区分布,预警监测技术与防灾减灾体系也在持续完善。随着人工智能、大数据分析等前沿科技与海洋地质研究的深度融合,相信在未来,人类有望构建更智能高效的灾害预警与防控体系,逐步实现对海底滑坡这一深海威胁的精准应对。