bai giang hot

Nếu các chất khí bị giữ lại trong các vật thể nhỏ đi ngang qua vùng TráiĐất của chúng ta trong một khoảng thời gian, sẽ khá là logic nếu cho rằng chúngcũng tích lũy ở phần trong của T

CHAPTER 15

15.1

The Origin of Oceans

The primordial Earth, heated by the impacts of colliding planetesimals and thedecay of radioactive isotopes, was molten, or near molten The sky, without anatmosphere, was black There were no oceans-no life Today, we consider Earth

in terms of four spheres: the geosphere, hydrosphere, atmosphere, biosphere.Each sphere is as different from the others as a rock is different from a flowingstream, a breath of air, or a butterfly

15.1

Sự hình thành đại dương

Trái Đất thời kỳ ban sơ đươc đốt nóng do tác động của sự va chạm giữa cáchành tinh và sự phân rã của các chất đồng vị phóng xạ, đã nóng chảy hoặc gầnnóng chảy Không có khí quyển, bầu trời sẽ tối đen Sự sống sẽ không tồn tạinếu không có đại dương Ngày nay, chúng ta xem Trái Đất như một tổng thể củabốn quyển: địa quyển, thủy quyển, khí quyển và sinh quyển Mỗi một quyển đều

có những khác biệt so với các quyển khác ví dụ một hòn đá thì khác xa mộtdòng chảy, một cơn gió hoặc một con bướm

Trái Đất thời kỳ ban sơ ở trạng thái nóng chảy hoặc gần như nóng chảy do bị đốtnóng bởi các va chạm với các thiên thể và quá trình phân rã của các chất đồng

vị phóng xạ Bầu trời lúc đó nhìn tối đen do không có khí quyển Sự sống cũngkhông tồn tại trên trái đất do không có đại dương Ngày nay, chúng ta xem TráiĐất như một tổng thể của bốn khối thành phần: địa quyển, thủy quyển, khí quyển

và sinh quyển Mỗi một khối thành phần đều có những khác biệt so với cácquyển khác tương tự như một hòn đá thì khác xa một dòng sông suối, một cơngió hoặc một con bướm

But to understand Earth at the very beginning, we need another perspective.Rock and metal, which compose the geosphere, are nonvolatile, that is, they donot boil and become gases readily In contrast, air, water, and living organismsare all composed of light, volatile compounds that boil or vaporize at relativelylow temperatures Air is a gas Water readily becomes a gas by evaporating orboiling At flame temperatures, the complex molecules in most living organismsbreak apart and the components evaporate as gases

Nhưng để tìm hiểu Trái đất ở mức độ mở đầu, chúng ta cần một cái nhìn (cáchxem xét) khác Đá và kim loại là các chất không bay hơi cùng cấu thành nên địaquyển Chúng không có sự sôi cũng như sự biến đổi thành hơi Ngược lại,không khí, nước và các sinh vật sống đều cấu thành từ các chất nhẹ, bay hơi cókhả năng sôi và bay hơi ở nhiệt độ tương đối thấp Kkí quyển là một khí Khi sôi,nước ở thể lỏng dần biến thành thể khí thông qua việc bốc hơi nước Ở nhiệt độ

cháy, các phân tử phức tạp của hầu hết các sinh vật sống đều bị phá vỡ và cácthành phần cấu tạo cũng bay hơi giống như khí.

For the moment, let's abandon our view of Earth's four spheres and think of onlytwo kinds of Earth materials: volatile substances and nonvolatile ones Mostscientists agree that the surface of primordial Earth contained few volatiles How,then, did enough volatile compounds collect to form a thick atmosphere, vastoceans, and a global biosphere of living organisms?

Hiện nay, hãy từ bỏ quan điểm coi Trái Đất bao gồm bốn quyển và hãy nghĩ rằng chỉ có hai loại vật liệu Trái Đất: đó là các chất bay hơi và các chất không bay hơi Phần lớn các nhà khoa học đều đồng ý 1 quan điểm là: bề mặt nguyên thủy của Trái Đất chứa đựng một vài chất khí Nhưng như thế nào, thời điểm nào mà có đủ các chất bay hơi để tạo nên một lớp khí quyển dày, những đại dương rộng lớn và một sinh quyển lớn cho các sinh vật sống?

Tuy vậy để có thể hiểu được Trái đất lúc nó vừa hình thành, chúng ta cần mộtcái nhìn (cách xem xét) khác Đá và kim loại là các chất không bay hơi cùng cấuthành nên địa quyển Chúng không có sự sôi cũng như sự biến đổi thành hơi.Ngược lại, không khí, nước và các sinh vật sống đều cấu thành từ các chất nhẹ,bay hơi có khả năng sôi và bay hơi ở nhiệt độ tương đối thấp Kkí quyển là mộtkhí Khi sôi, nước ở thể lỏng dần biến thành thể khí thông qua việc bốc hơinước Ở nhiệt độ cháy, các phân tử phức tạp của hầu hết các sinh vật sống đều

bị phá vỡ và các thành phần cấu tạo cũng bay hơi giống như khí

For many years, geologists hypothesized that abundant volatiles, including waterand carbon dioxide, were trapped within early Earth's interior This reasoning wasbased on three observations and inferences First, our cosmogenic models showthat volatiles were evenly dispersed in the cloud of dust, gas, and planetesimalsthat coalesced to form the planets It seemed likely that some of those volatileswould have become trapped within Earth as it formed Second, scientists havedetected volatiles in modern comets, meteoroids, and asteroids If volatiles weretrapped within the small objects that passed through our neighborhood in space,

it seemed logical to infer that they also accumulated in Earth's interior as theoriginal cloud of dust and gas coalesced Finally, modern volcanic eruptions ejectgases and water vapor into the air Geologists inferred that these gases originate

in the mantle and are remnants of the original volatiles trapped during Earth'sformation Geologists concluded that some of these volatiles escaped duringvolcanic eruptions early in Earth's history and that they formed the atmosphere,the oceans, and living organisms

Trong nhiều năm, các nhà địa chất đã đưa ra giả thuyết: các chất khí dồi dào,phong phú bao gồm cả nước và không khí đã sớm bị giữ lại ở phần trong củaTrái đất Lập luận này dựa trên ba quan sát và kết luận Thứ nhất, các vật thểhay mô hình được tạo nên từ các tia vũ trụ đã chỉ ra rằng các chất khí phân phốikhông đồng đều trong các đám mây bụi, khí và các ……… đã kết hợp với nhau

hình thành nên các hành tinh Có khả năng là một số các chất khí đó sẽ đượcgiữ lại trong Trái Đất khi nó hình thành Thứ hai, các nhà khoa học đã phát hiệncác chất khí trong các sao chổi, thiên thạch và các hành tinh nhỏ trong thời giangần đây Nếu các chất khí bị giữ lại trong các vật thể nhỏ đi ngang qua vùng TráiĐất của chúng ta trong một khoảng thời gian, sẽ khá là logic nếu cho rằng chúngcũng tích lũy ở phần trong của Trái Đất khi các đám mây bụi và khí kết hợp lại.Cuối cùng, các hiện tượng phun núi lửa gần đây đã đẩy các khí và hơi nước vàokhí quyển Các nhà địa chất cho rằng các loại khí này bắt nguồn từ lớp phủ và làtàn dư của các chất khí nguyên thủy bị giữ lại trong quá trình hình thành TráiĐất Các nhà địa chất kết luận là một số loại khí này đã thoát ra trong những trậnphun núi lửa ban đầu trong lịch sử Trái Đất và chúng đã hình thành nên khíquyển, các đại dương và các sinh vật sống.

Today, many scientists question this conclusion To understand their questions,let's return to the cloud of dust and gas that coalesced to form the planets Recallthat our region of space heated up as dust, gas, and planetesimals collided tobecome planets At the same time, hydrogen fusion began within the Sun andsolar energy radiated outward to heat the inner Solar System The newly bornSun also emitted a stream of ions and electrons called the solar wind sweptacross the inner planets, blowing their volatile compounds into outer regions ofthe Solar System As a result, most of Earth's volatile compounds boiled off andwere swept into the cold outer regions of the Solar System (Figure 15.1)

Ngày nay, nhiều nhà khoa học nghi ngờ kết luận này Để hiểu được những nghivấn của họ, hãy trở lại xem xét đám mây bụi khí đã kết hợp với nhau hình thànhnên các hành tinh Nhắc lại rằng vùng không gian của chúng ta được đốt nónglên khi bụi, khí và ……… đã va chạm nhau để hình thành nên các hành tinh.Cùng lúc đó, bắt đầu có sự hợp nhất của hydro trong Mặt trời và năng lượng mặttrời bức xạ ra bên ngoài đốt nóng vùng trung tâm Thái Dương Hệ Mặt Trời mớihình thành cũng bức xạ 1 dòng ion và electron được gọi là gió Mặt Trời – nó dichuyển nhanh qua các hành tinh bên trong, thổi các thành phần khí của chúngvào các vùng khác ngoài Thái Dương Hệ Kết quả là phần lớn các chất khí củaTrái Đất sôi và bị thổi đến các vùng ngoài lạnh hơn của Thái Dương Hệ

According to a currently popular hypothesis, shortly after our planet formed andlost its volatiles, a Marssized object smashed into Earth The cataclysmic impactblasted through the crust and deep into the mantle, ejecting huge quantities ofpulverized rock into orbit The fragments eventually coalesced to form the Moon.The impact also ejected most of Earth's remaining volatiles with enough velocitythat they escaped Earth's gravity and disappeared into space According to thishypothesis, Earth's surface then was left barren and rocky, with few volatileseither on the surface or in the deep mantle Thus it had neither water nor anatmosphere The hot mantle churned and volcanic eruptions repaved the surfacewith lava, but these events added few volatiles to Earth's surface According toone estimate, outgassing of the deep mantle accounted for no more than 10percent of Earth's hydrosphere, atmosphere, and biosphere

Theo giả thuyết phổ biến gần đây nhất thì chỉ một thời gian ngắn sau khi hànhtinh của chúng ta hình thành và mất đi các chất bay hơi của nó, một vật thể cỡsao Hỏa đã va vào Trái Đất Ảnh hưởng của biến cố địa chất đã làm vỡ lớp vỏTrái Đất và tác động sâu vào lớp phủ, đẩy một khối lượng đất đá lớn vào quỹđạo Thậm chí các mảnh vỡ đã kết hợp lại hình thành nên Mặt Trăng Tác độngnày cũng đẩy hầu hết các chất bay hơi còn lại của Trái Đất với một vận tốc đủ đểchúng thoát khỏi trọng trường Trái Đất và phát tỏa vào không gian Theo giảthuyết này thì sau đó bề mặt của Trái Đất sẽ cằn cỗi và có nhiều đá, chỉ có ít khítrên bề mặt và ở sâu trong lớp phủ Do đó, Trái Đất sẽ không có nước và khôngkhí Lớp phủ nóng bức bị khuấy tung lên và các đợt phun núi lửa làm tràn dungnham lên bề mặt, nhưng những sự kiện này chỉ cung cấp thêm một lượng nhỏcác chất khí vào bề mặt của Trái Đất Theo ước tính, lượng khí thải của lớp phủsâu đó chiếm khoảng 10% thủy quyển, khí quyển và sinh quyển của Trái Đất

If this scenario is correct, why do modern volcanoes emit volatiles? According toone hypothesis, most of the gases given off by modern volcanoes are recycledfrom the surface Water, carbon (in the form of carbonate rocks such aslimestone), and other light compounds are carried into shallow parts of themantle by subducting slabs These volatiles return to the surface during volcaniceruptions Therefore, modern volcanic eruptions, like their primordial ancestors,

do not outgas appreciable quantities of volatiles from the deep mantle Now let'sreturn to the volatiles that streamed away from the hot, inner Solar System Asthey flew away from the Sun, they entered a cooler region beyond Mars Most ofthe volatiles were captured by the outer planets Jupiter, Saturn, Uranus, andNeptune-but some continued their journey toward the outer fringe of the SolarSystem Here, beyond the orbits of the known planets, volatiles from the innerSolar System combined with residual dust and gas to form comets A comet'snucleus has been compared to a dirty snowball because it is composed mainly ofice and rock Other compounds not common in snowballs exist in comets as well.These include frozen carbon dioxide, ammonia, and simple organic molecules.Volatiles are also abundant in certain types of meteoroids and asteroids in theregion between Mars and Jupiter

Nếu giả thuyết đó là đúng, tại sao các đợt phun núi lửa mới đây lại phát thải khí?Theo một giả thuyết, hầu hết các khí do các trận núi lửa cận đại phát thải ra đãquay vòng theo một chu trình từ bề mặt Nước, cacbon (dưới dạng đá cacsbonatnhư đá vôi) và các chất nhẹ khác được mang đến các khu vực nông của lớp phủbằng cách rút phiến Các khí này trở lại bề mặt thông qua các đợt phun núi lửa

Do đó, các đợt phun núi lửa mới đây cũng như các đợt phun núi lửa thời kỳ cổđại đều không phát thải một lượng khí đáng kể vào lớp phủ sâu Bây giờ, hãy trởlại với các chất khí phát ra từ vùng nóng bên trong Thái Dương Hệ Khi các khínày bị thổi ra từ Mặt Trời, chúng đi vào vùng lạnh hơn phía ngoài sao Hỏa Phấnlớn các khí bị giữ lại bởi các hành tinh bên ngoài như sao Mộc, sao Thổ, saoThiên Vương và sao Hải Vương, còn một số khác tiếp tục cuộc hành trình củachúng đến các vùng xa xôi hơn ngoài Thái Dương Hệ Ở đây, ngoài quỹ đạo củacác hành tinh đã biết, các khí phát thải từ bên trong Thái Dương Hệ đã kết hợpvới các đám bụi và khí còn lại và hình thành nên các sao chổi Vùng trung tâm

của sao chổi đã từng được so sánh với một quả bóng tuyết bẩn bởi vì nó đượccấu tạo chủ yếu là từ băng và đá Các chất khác không phổ biến trong nắm tuyếtcùng tồn tại trong sao chổi Những chất này bao gồm khí cacbonic đóng băng,ammoniac và các phân tử hữu cơ đơn giản Các chất bay hơi cũng dồi dào trongcác loại thiên thạch và các tiểu hành tinh trong vùng không gian giữa sao Hỏa vàsao Mộc

Astronomers calculate that the early Solar System was crowded with comets,meteoroids, and asteroids-space debris left over from planetary formation (Figure15.2) Many contained volatile compounds When a large piece of space debriscrashes into a planet, it is called a bolide A large number of bolides crashed intoEarth, nearby planets, and moons (Figure 15.1 C) While falling space debrisadded only one thousandth of a percent to Earth's total mass, it imported 90percent of its modern reservoir of volatiles

Theo các nhà thiên văn học thì lúc mới hình thành Thái Dương Hệ có rất nhiềusao chổi, thiên thạch và các mảnh vụn thừa lơ lửng trong không gian sau sựhình thành của các hành tinh khác Chúng chứa đựng các chất khí Khi mộtmảnh vụn không gian lớn va chạm vào một hành tinh, nó đươc gọi là sao băng.Một số lượng lớn sao băng đã va vào Trái Đất, các hành tinh gần đó, và các MặtTrăng Trong khi các mảnh vỡ rơi trong không gian chỉ góp thêm một phần nghìncủa một phần trăm vào tổng khối lượng của Trái Đất, nó đã nhập khẩu 90%nguồn các chất khí mới đây

Upon entry and impact, the frozen volatiles in the bolides vaporized, releasingwater vapor, carbon dioxide, ammonia, simple organic molecules, and othervolatiles As the planet cooled and atmospheric pressure increased, the watervapor condensed to liquid, forming the first oceans

Trong lúc đi vào và va chạm, các khí đóng băng trong các ngôi sao băng đã bốchơi, giải phóng hơi nước, khí cacbonic, NH4, các phân tử hữu cơ đơn giản, vàcác loại khí khác Khi hành tinh nguội và áp suất không khí tăng, hơi nước đông

tụ lại thành dạng lỏng, hình thành nên các đại dương đầu tiên

The light molecules transported to Earth in bolides also provided gases thatformed the atmosphere and the raw materials for life (The formation and

evolution of the atmosphere is discussed in Chapter 17.) Thus, at least some,

and probably most, of the compounds needed to produce the hydrosphere, theatmosphere, and the biosphere traveled to Earth from outer regions of the SolarSystem The water that fills Earth's

oceans came from interplanetary space

Các phân tử ánh sáng chuyển tới Trái Đất thông qua các trận sao băng cũngđóng góp các khí hình thành nên khí quyển và các nguyên liệu thô cho sự sống.(Sự hình thành và các giai đoạn phát trển của khi quyển được thảo luận ởchương 17) Vì vậy, ít nhất một số chất và cũng có thể hầu hết các chất đều cầnthiết để tạo nên thủy quyển, khí quyển và sinh quyển đã được chuyển tới Trái

Đất từ các vùng ngoài Thái Dương hệ Nước bao phủ các đại dương trên TráiĐất cũng đến từ không gian giữa các hành tinh.

Later in Earth's history, impacts from outer space blasted rock and dust into thesky, causing mass extinctions and killing large portions of life on Earth Thusextraterrestrial impacts may have provided the raw materials for the oceans, theatmosphere, and for life, and later caused mass extinctions

Sau này trong lịch sử Trái Đất, các tác động vào bầu khí quyển của đá và bụi vũtrụ đã gây nên sự phá hủy rất lớn và giết chết sự sống của rất nhiều loài sinh vậttrên Trái Đất Do đó, các tác động ngoài khí quyển có thể đã cung cấp nguyênliệu thô cho các đại dương, khí quyển và sự sống, và cũng chính chúng đã gâynên những sự tuyệt chủng lớn về sau

15.2

The Earth’s Oceans

If you were to ask most people to describe the difference between a continentand an ocean, they would almost certainly reply, "Why, obviously, a continent island and an ocean is water!" This observation is true, of course, but to ageologist another distinction is more important The geologist would explain thatrocks beneath the oceans are different from those of a continent The

accumulation of seawater in the world's ocean basins is a result of that

difference

15.2

Biển và đại dương trên Trái Đất

Nếu bạn yêu cầu mọi người mô tả sự khác nhau giữa một lục địa và một đạidương, phần lớn mọi người sẽ đáp lại rằng: “Sao hỏi lạ thế? Điếu đó quá rõ ràngrồi, lục địa là đất, còn đại dương là nước” Tất nhiên điều này đúng, nhưng đốivới một nhà địa chất thì sự khác biệt khác quan trọng hơn Các nhà địa chất sẽgiải thích là có 1 sự khác biệt giữa đất đá nằm dưới đại dương và đất đá trên lụcđịa Sự tích lũy nước biển trong lòng đại dương chính là một kết quả của sựkhác nhau đó

Modern oceanic crust is dense basalt and varies from 4 to 7 kilometers thick.Continental crust is made of lower-density granite and averages 20 to 40kilometers thick In addition, the entire continental lithosphere is both thicker andless dense than oceanic lithosphere As a result of these differences, the thick,lower-density continental lithosphere floats isostatically at high elevations,whereas oceanic lithosphere sinks to low elevations Most of Earth's water flowsdownhill to collect in the depressions formed by oceanic lithosphere Even if nowater existed on Earth's surface, oceanic crust would form deep basins andcontinental crust would rise to higher elevations

Ngày nay lớp vỏ đại dương chủ yếu cấu tạo bởi ba-zan và có độ dày biến đổi từ

4 đến 7km Lớp vỏ lục địa cấu tạo bởi granit, có tỉ trọng nhỏ hơn và độ dày trungbình biến đổi từ 20 đến 40km Ngoài ra, toàn bộ thạch quyển của các lục địa đềudày hơn và có tỉ trọng nhỏ hơn so với thạch quyển đại dương Kết quả của sựkhác nhau này là thạch quyển lục địa dày và có tỉ trọng thấp thì dần trôi dạt ởnhững độ cao lớn so với mặt biển, còn thạch quyển đại dương thì chìm xuốngcác độ cao thấp hơn Phần lớn nước của Trái Đất chảy theo độ dốc và được giữlại trong các vùng trũng do thạch quyển đại dương tạo thành Thậm chí nếunước không tồn tại trên bề mặt Trái Đất, lớp vỏ đại dương sẽ tạo nên các lưuvực sâu và lớp vỏ lục địa sẽ đạt tới độ cao lớn hơn

Oceans cover about 71 percent of Earth's surface The sea floor is about 5kilometers deep in the central parts of the ocean basins, although it is only 2 to 3

kilometers deep above the and plunges to 11 kilometers in the Mariana trench

(Figure 15.3)

Khoảng 71% bề mặt Trái Đất được bao phủ bởi các đại dương Ở vùng trungtâm trong lòng đại dương, đáy biển sâu khoảng 5km Còn ở Mid-Oceanic Ridge(các dải núi ngầm dưới nước biển ở giữa đại dương), nó chỉ sâu từ 2 đến 3 km

và sâu xuống tới 11 km ở rãnh Mariana

The ocean basins contain 1.4 billion cubic kilometers of water-18 times morethan the volume of all land above sea level So much water exists at Earth'ssurface that if Earth were a perfectly smooth sphere, it would be covered by aglobal ocean 2,000 meters deep

Lòng đại dương chứa 1,4 tỉ mét khối nước – gấp 18 lần thể tích của toàn bộ đấttrên mực nước biển Có nhiều nước tồn tại trên bề mặt Trái Đất đến nỗi mà nếuTrái Đất là một quả cầu hoàn toàn nhẵn thì nó sẽ bị bao phủ bởi một đại dươngsâu đến 2000m trên phạm vi toàn cầu

The size and shape of Earth's ocean basins change over geologic time Atpresent, the Atlantic Ocean is growing wider at a rate of a few centimeters eachyear as the sea floor spreads apart at the Mid-Atlantic Ridge and as theAmericas move away from Europe and Africa At the same time, the Pacific isshrinking at a similar rate, as oceanic crust sinks into subduction zones aroundits edges In short, the Atlantic Ocean basin is now expanding at the expense ofthe Pacific

Kích cỡ và hình dạng của lòng chảo đại dương của Trái Đất thay đổi theo thangniên đại địa chất Ngày nay, Đại Tây Dương đang ngày càng trở nên rộng hơnvới tốc độ vài cm/ năm khi đáy biển mở rộng ở các dải núi dưới biển giữa ĐạiTây Dương và khi Châu Mỹ tách ra khỏi Châu Âu và Châu Phi Cùng lúc đó,Thái Bình Dương lại co lại với cùng tốc độ khi lớp vỏ đại dương chìm vào nhữngvùng hút chìm xung quanh bờ của nó Nói tóm lại, lòng chảo Đại Tây Dươngđang ngày càng mở rộng đến Thái Bình Dương

The oceans (hydrosphere) affect global climate (atmosphere) and the biosphere

in many ways The seas absorb and store solar heat more efficiently than dorocks and soil As a result, oceans are generally warmer in winter and cooler insummer than adjacent land is Most of the water that falls as rain or snow iswater that evaporated from the seas In addition, ocean currents transport heatfrom the equator toward the poles, cooling equatorial climates and warming polarenvironments Because plate tectonic activities alter the sizes and shapes ofocean basins, they also alter oceanic currents and profoundly affect regionalclimates over geologic time In these and other ways, the oceans play a largerole in Earth systems interactions

Biển và các đại dương (thủy quyển) ảnh hưởng đến khí hậu toàn cầu (khíquyển) và sinh quyển theo rất nhiều hướng Biển hấp thụ và dự trữ năng lượngmặt trời hiệu quả hơn so với đá và đất Kết quả là, nhìn chung, so với các khuvực đất liền lân cận, biển và đại dương thường ấm hơn vào mùa đông và máthơn vào mùa hè Phần lớn nước mưa hoặc tuyết có nguồn gốc từ hơi nước từbiển và đại dương Ngoài ra, các dòng chảy ở biển chuyển nhiệt từ xích đạo về 2cực, làm mát khí hậu xích đạovà làm môi trường vùng cực ấm hơn Do ảnhhưởng của các hoạt động kiến tạo mảng đến kích cỡ và hình dạng của lòngchảo đại dương, các dòng chảy của biển và đại dương cũng như khí hậu cácvùng theo tuổi địa chất cũng bị ảnh hưởng sâu sắc Theo cách này hay cáchkhác, các biển và đại dương cũng đóng 1 vai trò quan trọng đối với sự tương táclẫn nhau của các hệ thống trên Trái Đất

15.3

Studying the Sea floor

Seventy-five years ago, scientists had better maps of the Moon than of the seafloor The Moon is clearly visible in the night sky, and we can view its surfacewith a telescope The sea floor, however, is deep, dark, and inhospitable tohumans Modern oceanographers use a variety of techniques to study the seafloor, including several types of sampling and remote sensing

15.3

Nghiên cứu đáy biển và đại dương

Cách đây 70 năm, các nhà khoa học đã có những bản đồ Mặt Trăng rõ ràng hơn

so với bản đồ đáy biển Với 1 chiếc kính viễn vọng, chúng ta dễ dàng nhìn thấymặt trăng trên bầu trời tối đen cùng bề mặt ghồ ghề của nó Ngược lại, đáy biểnthì sâu và tối đen, không được con người niềm nở chú ý đến Các nhà hảidương học ngày nay sử dụng rất nhiều các phương pháp kỹ thuật để nghiên cứuđáy biển, ví dụ như một số cách lấy mẫu và điều tra viễn thám

Several devices collect sediment and rock directly from the ocean floor A rockdredge is an open-mouthed steel net dragged along the sea floor behind aresearch ship The dredge breaks rocks from submarine outcrops and haulsthem to the surface Oceanographers sample seafloor mud by lowering aweighted, hollow steel pipe from a research vessel The weight drives the pipeinto the soft sediment, which is forced into the pipe The sediment core isretrieved from the pipe after it is winched back to the surface If the core isremoved from the pipe carefully, even the most delicate sedimentary layering ispreserved

Cách lấy mẫu

Một số thiết bị đã được sử dụng để lấy đá và trầm tích trực tiếp từ đáy biển Máynạo vét đá là 1 loại lưới thép có miệng được tàu nghiên cứu kéo trôi đi dọc đáybiển Máy nạo vét sẽ phá vỡ đá ở những phần trồi lên dưới mặt biển ví dụ nhưmột lớp trầm tích và kéo mạnh chúng ra khỏi bề mặt Các nhà hải dương học lấymẫu bùn đáy biển bằng cách hạ từ tàu nghiên cứu xuống một ống thép rỗng vànặng Trọng lượng làm chiếc ống đóng sâu vào lớp trầm tích mềm, và các chấtbùn lắng bị đẩy vào trong ống Ruột trầm tích sẽ được lấy ra sau khi ống đượcđưa lên khỏi mặt nước Nếu thao tác cẩn thận, thậm chí cả lớp trầm tích dễ vỡnhất cũng sẽ được giữ nguyên vẹn

Sea-floor drilling methods developed for oil exploration also take core samplesfrom oceanic crust Large drill rigs are mounted on offshore platforms and onresearch vessels The drill cuts cylindrical cores from both sediment and rock,which are then brought to the surface for study (Figure 15.4) Although this type

of sampling is expensive, cores can be taken from depths of several kilometersinto oceanic crust A number of countries, including France, Japan, Russia, andthe United States, have built small research submarines to carry oceanographers

to the sea floor, where they view, photograph, and sample sea-floor rocks,sediment, and deep sea life More recently, scientists have used deep-divingrobots and laser imagers to sample and photograph the sea floor (Figure 15.5) Arobot is cheaper and safer than a submarine, and a laser imager penetrates up toeight times farther through water than a conventional camera does

Các phương pháp khoan đáy biển đã được phát triển nhằm khai thác dầu mỏcũng như lấy mẫu nghiên cứu từ vỏ đại dương Các thiết bị khoan lớn được đặtlên nền đại dương và các tàu nghiên cứu Máy khoan cắt các ruột trụ từ đángầm và trầm tích, sau đó chúng được đưa lên khỏi mặt nước để nghiên cứu.Mặc dù phương pháp lấy mẫu này phải chịu phí tổn cao, nhưng các mẫu có thểđược lấy lên từ những vị trí sâu vài km cho đên vỏ đại dương Một số quốc gianhư Pháp, Nhật Bản, Nga và Hoa Kỳ đã sử dụng các tàu ngầm nhỏ nghiên cứudưới mặt nước, đưa các nhà hải dương học xuống đáy biển, ở đây họ có thểquan sát, chụp ảnh và lấy mẫu đá ngầm ở đáy biển, các chất bùn lắng và tìm

hiểu cuộc sống của các sinh vật đáy Trong thời gian gần đây, các nhà khoa họccũng đã sử dụng các rô-bốt lặn tự động và máy chụp la-ze để lấy mẫu và chụpảnh đáy biển Sử dụng rô-bốt thì phí tổn thấp hơn và an toàn hơn so với sử dụngtàu ngầm,còn máy chụp laze thì có khả năng thâm nhập trong nước xa hơn 8 lần

so với các loại máy ảnh hoặc máy quay phim thông thường

Remote Sensing

Remote sensing methods do not require direct physical contact with the oceanfloor, and for some studies this approach is both effective and economical(Figure 15.6) The echo sounder is commonly used to map sea-floor topography

It emits a sound signal from a research ship and then records the signal after itbounces off the sea floor and travels back up to the ship The water depth iscalculated from the time required for the sound to make the round trip Atopographic map of the sea floor is constructed as the ship steers a carefullynavigated course with the echo sounder operating continuously Modern echosounders, called SONAR, transmit 1,000 signals at a time to create morecomplete and accurate maps The seismic profiler works in the same way butuses a higher-energy signal that penetrates and reflects from layers in thesediment and rock This gives a picture of the layering and structure of oceaniccrust, as well as the sea-floor topography (Figure15.7) A magnetometer is aninstrument that measures a magnetic field Magnetometers towed behindresearch ships measure the magnetism of sea-floor rocks Data collected byship-borne magnetometers resulted in the nowfamous discovery of symmetricmagnetic stripes on the sea floor That discovery rapidly led to the development

of the sea-floor-spreading hypothesis and of the theory of plate tectonics shortlythereafter, as described in Chapter 6

Phương pháp điều tra viễn thám

Đặc điểm của các phương pháp điều tra viễn thám là có thể nghiên cứu màkhông cần phải tiếp xúc vật lý trực tiếp với đáy đại dương, và đối với một sốnghiên cứu thì phương pháp tiếp cận này vừa có hiệu quả lại vừa tiết kiệm (Hình15/6) Các máy dò âm thanh được sử dụng một cách phổ biến để vẽ bản đồ địahình đáy biển Nó phát ra tín hiệu âm thanh từ tàu nghiên cứu và sau đó ghi lạicác tín hiệu dội lại từ đáy đại dương Độ sâu của nước được tính thông qua thờigian tín hiệu được phát đi và dội lại Bản đồ điạ hình đáy được xây dựng khi tàutiến hành một tiến trình tìm vị trí và đánh dấu một cách tỉ mỉ với sự hoạt động liêntục của máy dò âm thanh Các máy dò âm thanh hiện đại, viết tắt là SONAR, cóthể truyền đến1000 tín hiệu/1 giây, giúp tạo ra các bản đồ đầy đủ hơn và chínhxác hơn Các máy dò địa chấn cũng hoạt động theo cơ chế đó, nhưng nó sửdụng tín hiệu có năng lượng cao hơn – những tín hiệu lại này có thể thâm nhậpvào các lớp trầm tích và đá ngầm cũng như phản xạ trở lại Điều này giúp chúng

ta phác họa được các lớp và cấu trúc của vỏ đại dương, cũng như địa hình đáybiển Từ kế là thiết bị được dùng để đo từ trường Các tàu nghiên cứu kéo theocác từ kế để đo từ trường của đá ngầm dưới đáy đại dương Dữ liệu thu thập

được bởi các tàu nghiên cứu mang theo từ kế đã đưa đến những phát hiện rấtnổi tiếng hiện nay về tính đối xứng từ của đá ở đáy đại dương Phát hiện nàynhanh chóng mở ra sự phát triển của các giả thuyết về sự phân bố đáy đạidương và thuyết kiến tạo mảng xuất hiện không lâu sau đó như được mô tả ởchương 6

Satellite-based microwave radar instruments have recently been used tomeasure subtle swells and depressions on the sea surface These featuresreflect sea-floor topography For example, the mass of a sea-floor mountain4,000 meters high creates sufficient gravitational attraction to create a gentle, 6-meter-high swell on the sea surface directly above it This technique is used tomake modern sea-floor maps Scientists are currently working on sensors androbots that will be able to monitor the oceans in real time One project, calledArgo, is a set of 3,000 floating sensors distributed across the oceans to measuredaily patterns of salinity and temperature as part of an effort to determine thenature and pace of global climate change In 2007 the Hybrid Remotely OperatedVehicle (HROV) will begin collecting images and samples from the deepest parts

of the sea floor A joint project between the United States and Canada, calledNEPTUNE (North East Pacific Time Series Undersea Networked Experiments),

is in the process of installing a 200,000square- mile network of fiber optic cablesthat will monitor seismic activity, seabed geology and chemistry, ocean climatechange, and deep-sea ecosystems

Trong thời gian gần đây, các thiết bị rađa sóng ngắn giống như vệ tinh nhân tạo

đã được sử dụng để xác định những vùng lồi, lõm khó nhận biết được của mặtđại dương Các đặc điểm này phản ánh địa hình biển cả Ví dụ, một khối núi cao

4000 mét dưới đáy biển có thể tạo ra đủ lực hấp dẫn để gây nên một vùng lồicao 6 mét, dốc thoai thoải trên mặt biển ở vị trí ngay trên dãy núi đó Hiện nay,

kỹ thuật này được sử dụng nhằm xây dựng các bản đồ về đáy đại dương Cácnhà khoa học hiện đang làm việc với các thiết bị cảm biến và robot - các thiết bịnày có khả năng quan trắc đại dương trong một khoảng thời gian nào đó Mộttrong những dự án, được gọi là Argo – dự án này tập hợp 3000 thiết bị cảm biếnđược phân phối trên khắp các đại dương để đo nhiệt độ và độ mặn hàng ngàycủa nước biển Điều này góp phần xác định bản chất và tốc độ biến đổi khí hậutoàn cầu Năm 2007 tổ chức HROV bắt đầu thu thập hình ảnh và các mẫunghiên cứu từ những vùng sâu nhất của đáy đại dương Một dự án hợp tác giữaHoa Kỳ và Canada, được gọi là Neptune (Nghiên cứu mạng lưới địa tầng dướimặt biển thuộc Đông Bắc Thái Bình Dương), hiện đang trong quá trình cài đặtmột mạng lưới cáp quan sát xuyên đại dương trên diện tích 200000 dặm vuông

Hệ thống này sẽ giám sát các hoạt động địa chấn, địa chất và hóa học đáy biển,

sự biến đổi khí hậu đại dương, và các hệ sinh thái ngoài khơi

15.4

Features of the Sea floor

The Mid-Oceanic Ridge System

In the early-sixteenth century, a few explorers, lowering hand lines to measurethe depth of the oceans, found that the seas vary considerably in depth.However, despite limited data to the contrary, even into the early-nineteenthcentury, most people thought that the ocean floor was flat and featureless andhad been unchanged since Earth formed.

15.4

Đặc điểm của đáy biển

Hệ thống các dải núi ngầm nằm dưới đáy giữa các dại dương

Vào đầu thế kỷ 16, một số các nhà thám hiểm đã thả dây thép xuống để đo độsâu của các đại đương Họ phát hiện ra rằng các đại dương có độ sâu rất khácnhau Tuy các dữ liệu còn hạn chế và khá đối lập nhau, nhưng đến đầu thế kỷ

19, hầu hết mọi người vẫn nghĩ rằng đáy biển bằng phẳng, không có đặc trưng

gì và vẫn y nguyên như thời kỳ Trái Đất mới hình thành

Systematic ocean floor surveys began in the nineteenth century, when navigatorsroutinely made line soundings in the Atlantic and Caribbean In 1855, a map ofthe central Atlantic sea floor published by the U.S Navy depicted a submarinemountain chain called Middle Ground The existence of Middle Ground was laterconfirmed by survey ships laying trans-Atlantic telegraph cables between the late1850s and 1900

Các cuộc điều tra, nghiên cứu có hệ thống về đáy đại dương đã bắt đầu từ thế

kỷ 19 Ở thời kỳ đó, các nhà hàng hải thường thăm dò đường đi ở Đại tâyDương và Caribe Vào năm 1855, hải quân Hoa Kỳ đã công bố bản đồ trung tâmđáy biển Đại Tây Dương, trong đó mô tả một dãy núi dưới mặt biển được gọi làgọi là Middle Ground (Đáy giữa) Sau thời gian đó, Middle Ground đã được xácnhận là có tồn tại nhờ các tàu nghiên cứu thông qua việc đặt các cáp điện báoxuyên Đại Tây Dương trong giai đoạn sau năm1850 và 1900.Following World War I (1914-18), oceanographers began using early versions ofecho-sounding devices to measure ocean depths Those surveys showed thatthe sea floor was much more rugged than previously thought, and the surveysfurther identified the continuity and size of Middle Ground, which is now calledthe Mid-Atlantic Ridge

Sau Chiến tranh Thế giới thứ I (1914-18), các nhà hải dương học đã bắt đầu sửdụng các phiên bản đầu tiên của thiết bị dò âm thanh để xác định độ sâu củabiển và đại dương Những cuộc điều tra đó cho thấy đáy biển ghồ ghề hơn rấtnhiều so với những gì con người đã từng nghĩ trước đó, và các cuộc điều tra nàycòn tiến xa hơn một bước nữa là đã xác định được sự liên tục và kích thước củaMiddle Ground, mà ngày nay chúng ta gọi là dải núi ngầm nằm dưới đáy giữaĐại Tây Dương

During World War II, naval commanders needed topographic maps of the seafloor to support submarine warfare Those detailed maps, made with early

versions of the echo sounder, were kept secret by the military When theybecame available to the public after peace was restored, scientists weresurprised to learn that the ocean floor has at least as much topographic diversityand relief as the continents (Figure 15.7) Broad plains, high peaks, and deepvalleys form a varied and fascinating submarine landscape In the 1950s,oceanographic surveys conducted by several nations led to the discovery thatMiddle Ground, or the Mid-Atlantic Ridge, is just part of a great submarinemountain range, now called the Mid-Oceanic Ridge system

Trong thời kỳ Chiến tranh Thế giới thứ II, các sĩ quan hải quân cần có bản đồ địahình đáy biển nhằm phục vụ cho việc chỉ huy hải chiến Quân đội đã giữ kínnhững bản đồ chi tiết được xây dựng nhờ các phiên bản đầu tiên của máy dò

âm thanh đó Khi hòa bình lặp lại, chúng được công bố cho công chúng biết Khi

đó, các nhà khoa học đã rất ngạc nhiên khi biết rằng đáy đại dương ít nhất cũng

đã có nhiều sự đa dạng về địa hình và độ cao tương tự như ở các lục địa (Hình15/7) Các khu vực bằng phẳng, rộng rãi, các chỏm núi cao, và các thung lũngsâu đã tạo nên một cảnh sắc đa dạng và quyến rũ dưới mặt nước Vào nhữngnăm 1950, các nghiên cứu hải dương học của một số quốc gia đã giúp phát hiện

ra rằng Middle Ground, hay dải núi ngầm dài nằm dưới đáy giữa Đại Tây Dươngmới chỉ là một phần của một dãy núi lớn dưới đáy biển, mà ngày nay chúng tagọi là Hệ thống dải núi ngầm dài nằm dưới đáy giữa các đại dương

The Mid-Oceanic Ridge system is a continuous submarine mountain chain thatencircles the globe Its total length exceeds 80,000 kilometers, and it is morethan 1,500 kilometers wide in places The ridge rises an average of 2 to 3kilometers above the surrounding deep sea floor Although it lies almostexclusively beneath the seas, it is Earth's largest mountain chain, covering morethan 20 percent of Earth's surface, about two-thirds as much as all continentscombined Even the Himalayas, Earth's largest continental mountain chain,occupy only a small fraction of that area

Hệ thống núi ngầm dài nằm dưới đáy giữa các đại dương là một dãy núi dàixuyên suốt dưới mặt biển, chạy vòng quanh thế giới Nó có tổng chiều dài lớnhơn 80000 km, và rộng hơn 1500 km Dải núi cao trung bình khoảng từ 2 đến 3

km so với đáy biển xung quanh Mặc dù nằm chủ yếu dưới nước biển, nhưng đó

là dãy núi lớn nhất của Trái Đất, bao phủ trên 20 phần trăm bề mặt Trái Đất,chiếm khoảng hai phần ba nếu so sánh vơi các lục địa Ngay cả dãy Himalayas,dãy núi lớn nhất trên đất liền của Trái đất cũng mớichỉ chiếm một phần nhỏ củadiện tích đó

A rift valley 1 to 2 kilometers deep and several kilometers wide splits manysegments of the ridge crest Oceanographers use small research submarines todive into the rift valley They see gaping vertical cracks up to 3 meters wide onthe floor of the valley Recall that the Mid-Oceanic Ridge system is a spreadingcenter, where two lithospheric plates are spreading apart from each other Thecracks form as brittle oceanic crust separates at the ridge axis Basaltic magma

then rises through the cracks and flows onto the floor of the rift valley This basaltbecomes new oceanic crust as two lithopheric plates spread outward from theridge axis.

A rift valley: rãnh được tạo ra do xự lún xuống xủa vỏ trái đất

Một rãnh sâu từ 1 đến 2 km và rộng vài km đã tách ra rất nhiều đoạn của đỉnhnúi Các nhà hải dương học đã dùng các tàu ngầm nghiên cứu nhỏ lặn vào cácrãnh này Họ đã thấy sự tạo khe hở dọc làm rạn nứt rộng đến 3 mét trên bề mặtrãnh Nhắc lại rằng hệ thống dải núi dài nằm dưới đáy giữa các đại dương làvùng trung tâm lan tỏa, nơi mà hai đĩa thạch quyển tách khỏi nhau Các vết nứtđược hình thành khi vỏ đại dương dễ gãy tách nhau theo trục của dải núi ngầm.Sau đó, macma chứa bazzan trào lên qua các vết nứt và chảy vào các rãnh Lớpbazzan này trở thành vỏ đại dương mới khi hai đĩa thạch quyển tách nhau ra tùtrục của dải núi ngầm

The new crust (and the underlying lithosphere) at the ridge axis is warmer, andtherefore of relatively lower density, than older crust and lithosphere locatedfarther from the ridge axis Its buoyancy causes it to float high above thesurrounding sea floor, elevating the Mid-Oceanic Ridge system 2 to 3 kilometersabove the deep sea floor The new lithosphere cools as it spreads away from theridge As a result of cooling, it becomes thicker and denser and sinks to lowerelevations, forming the deeper sea floor on both sides of the ridge (Figure 15.8)

Vỏ mới (và thạch quyển nằm bên dưới) ở vị trí trục của dải núi ngầm thì ấm hơn

và do đó tỉ trọng cũng tương đối thấp hơn so với vỏ và thạch quyển ban đầu nằmở vị trí xa trục của dải núi Sức nổi làm nó nổi lên cao so với đáy biển xungquanh, nâng hệ thống núi ngàm dài nằm dưới đáy giữa các đại dương lên cao hơn từ 2 đến 3 km ở phía trên tầng biển sâu Thạch quyển mới nguội đi vì

nó ra xa khỏi rặng núi Kết quả của việc nguội đi là thạch quyển sẽ trở nên dàyhơn, nặng hơn và chìm sâu hơn, hình thành nên các đáy biển sâu hơn ở cả haimặt của dải núi (Hình 15/8)

Normal faults and shallow earthquakes are common along the Mid-OceanicRidge system because oceanic crust fractures as the two plates separate (Figure15.9) Blocks of crust drop downward along the sea-floor cracks, forming the riftvalley

Các đứt đoạn địa chất và các trận động đất nông xảy ra phổ biến ở hệ thống

khi 2 mảng kiến tạo tách rời Các mảnh vỏ rơi xuống dọc theo kẽ nứt của đáybiển, tạo nên các rãnh

Hundreds of fractures, called transform faults, cut across the rift valley and theridge (Figure 15.10) These fractures extend through the entire thickness of thelithosphere They develop because the Mid-Oceanic Ridge system consists ofmany short segments Each segment is slightly offset from adjacent segments by

a transform fault Transform faults are original features of the Mid-Oceanic Ridge;they form when lithospheric

spreading begins

Hàng trăm sự đứt gãy, gọi là các đứt đoạn địa chất biến dạng, đã cắt ngang cácrãnh và dải núi Những sự đứt gãy này kéo dài hết độ dày của thạch quyển.Chúng xảy ra vì hệ thống rặng núi ngầm dài nằm dưới đáy giữa các đại dương bao gồm nhiều đoạn ngắn Mỗi đoạn ngắn được trượt nhẹ khỏi các đoạnxung quanh do các đứt đoạn địa chất biến dạng Các đứt đoạn địa chất biếndạng là đặc trưng vốn có của hệ thống rặng núi ngầm nằm dưới đáy giữa các đại dương, chúng hình thành khi sự mở rộng thạch quyển diễn ra

Some transform faults displace the ridge by less than a kilometer, but othersoffset the ridge by hundreds of kilometers In some cases, a transform fault cangrow so large

that it forms a transform plate boundary The San Andreas Fault in California is atransform plate boundary

Một số các đứt đoạn địa chất biến dạng đã dời chỗ dải núi đi gần 1 km, nhưngcũng có những đứt đoạn khác dời dải núi đi hàng trăm km Trong một số trườnghợp, một đứt đoạn địa chất biến dạng có thể lớn đến nỗi nó hình thành nên ranhgiới trượt bằng biến dạng Đứt đoạn San Andreas ở Califocnia là một ranh giớitrượt bằng biến dạng

Global Sea-Level Changes and the Mid-Oceanic Ridge System

Sự biến động mực nước biển và hệ thống rặng núi dài nằm dưới đáy giữa cácđại dương

A thin layer of marine sedimentary rocks blankets large areas of Earth'scontinents These rocks tell us that those places must have been below sea levelwhen the sediment accumulated

Phủ lên diện tích lớn của các lục địa trên Trái Đất là một lớp đá trầm tích mỏng.Những khối đá này cho chúng ta biết rằng khi trầm tích được tích lũy thì nhữngnơi đó đang nằm dưới mực nước biển

Tectonic activity can cause a continent to sink, allowing the sea to flood a largearea However, at particular times in the past (most notably during the CambrianCarboniferous, and Cretaceous Periods), marine sediments accumulated on low-lying portions of all continents simultaneously, indicating simultaneous globalflooding of low parts of all continents

Hoạt động kiến tạo có thể làm lục địa lún xuống, cho phép nước biển ngập mộtvùng rộng lớn Tuy nhiên, tại một số thời điểm nhất định trong thời gian trước

đây, đặc biệt là trong kỷ Cambri, kỷ Cacbon, và kỷ Phấn trắng), cùng một lúc ởtất cả các lục địa, trầm tích và các chất cặn lắng của biển tích lũy ở những khuvực thấp Nước biển đồng thời ngập hết các vùng thấp của các lục địa.

Although our plate tectonics model explains the sinking of individual continents,

or parts of continents, it does not explain why all continents should sink at thesame time Therefore, we need to explain how sea level could rise globally byhundreds of meters to flood all continents simultaneously

Mặc dù mô hình kiến tạo mảng đã giúp chúng ta giải thích được sự lún xuốngcủa các lục địa nhất định, hoặc các phần của các lục địa, nhưng nó không giảithích lý do tại sao tất cả các lục địa chìm xuống cùng lúc Vì vậy, chúng ta cầnphải giải thích làm thế nào mà mực nước biển có thể tăng trên hàng trăm méttrên pham vi toàn cầu, và làm ngập tất cả các châu lục cùng một lúc

Continental glaciers have advanced and melted numerous times in Earth'shistory During the growth of continental glaciers, seawater evaporates and isfrozen into the ice that rests on land As a result, sea level drops When glaciersmelt, the water runs back into the oceans and sea level rises The alternatinggrowth and melting of glaciers during the Pleistocene Epoch caused sea level tofluctuate by as much as 200 meters However, the ages of most marinesedimentary rocks on continents do not coincide with times of glacial melting.Therefore, we must look for a different cause to explain continental flooding.Các sông băng trên lục địa đã chuyển động và tan chảy rất nhiều lần trong lịch

sử Trái đất Trong quá trình phát triển của những sông băng trên đất liền này,nước biển bay hơi và đông lại thành băng và đọng lại trên mặt đất Kết quả là,mực nước biển hạ thấp Khi băng tan, nước lại chảy vào đại dương và mựcnước biển lại dâng lên Sự đông cứng và tan chảy luân phiên của những sôngbăng trong Kỷ pleitoxen đã làm mực nước biển dao động, thay đổi lên xuống đến200m.dao động Tuy nhiên, tuổi thọ của đa số đá trầm tích trên các lục địa khôngtrùng với số lần sông băng tan chảy Do đó, chúng ta cần giải thích hiện tượngngập lục địa bằng một cách khác

Recall that the new, hot lithosphere at a spreading center is buoyant, causing theMid-Oceanic Ridge system to rise above the surrounding sea floor Thissubmarine mountain chain displaces a huge volume of seawater If the Mid-Oceanic Ridge system were smaller, it would displace less seawater and sealevel would fall If it were larger, sea level would rise

Nhắc lại rằng, thạch quyển mới và ấm ở vùng trung tâm lan tỏa thì nổi và làmcho hệ thống Mid-Oceanic Ridge nhô lên khỏi vùng đáy biển xung quanh Dãynúi dưới mặt biển này đã đổi chỗ một thể tích lớn nước biển Nếu hệ thống Mid-Oceanic Ridge nhỏ hơn, nó sẽ chiếm chỗ ít nước biển hơn và mực nước biển sẽ

hạ xuống Nếu nó lớn hơn, mực nước biển sẽ dâng lên

The Mid-Oceanic Ridge rises highest at the spreading center, where newlithosphere rock is hottest and has the lowest density The elevation of the ridgedecreases on both sides of the spreading center because the lithosphere coolsand shrinks as it moves outward.

The Mid-Oceanic Ridge nhô lên cao nhất tại khu vực trung tâm lan rộng, nơi màthạch quyển mới có nhiệt độ cao nhất và có tỉ trọng thấp nhất Độ cao của dảinúi giảm ở cả hai mặt của các trung tâm lan tỏa vì thạch quyển nguội đi và co lạikhi nó di chuyển ra bên ngoài

Now consider a spreading center where spreading is very slow (perhaps 1 to 2centimeters per year) At such a slow rate, the newly formed lithosphere wouldcool before it migrated far from the spreading center As a result, the ridge would

be narrow and of low volume, as shown in <Figure 15.11A In contrast, rapid floor spreading of 10 to 20 centimeters per year would create a high-volumeridge because the newly formed, hot lithosphere would be carried a considerabledistance away from the spreading center before it cooled and shrank (Figure15.11B) This high-volume ridge would displace considerably more seawaterthan a low volume ridge would displace, and the high-volume ridge would cause

sea-a globsea-al sesea-a-level rise If the modern Mid-Ocesea-anic Ridge system were todisappear completely, sea level would fall by about 400 meters

Bây giờ hãy xem xét một trung tâm lan tỏa, nơi mà sự lan tỏa xảy ra rất chậm(có thể là từ 1 đến 2 centimét / năm) Với tôc độ chậm như vậy, thạch quyển mớiđược hình thành sẽ nguội trước khi nó di chuyển ra xa khỏi trung tâm lan tỏa.Kết quả là, dải núi sẽ hẹp và có khối lượng thấp, như được chỉ ra ở hình 15.11.Ngược lại, sự mở rộng đáy biển nhanh chóng với tốc độ từ 10 đến 20 cm/năm

có thể tạo ra 1 dải núi khối lượng lớn vì thạch quyển nóng mới hình thành sẽđược đưa ra xa khỏi vùng trung tâm lan tỏa 1 khoảng cách đáng kể trước khi nónguội và co lại Dải núi có khối lượng lớn này sẽ chiếm chố của nhiều nước biểnhơn so với 1 dải núi có khối lượng nhỏ, từ đó làm cho mực nước biển tăng trênphạm vi toàn cầu Nếu hệ thống Mid-Oceanic Ridge hiện nay biến mất hoàntoàn, mực nước biển sẽ hạ xuống khoảng 400 mét

Sea-floor age data indicate that the rate of sea-floor spreading has varied fromabout 2 to 16 centimeters per year since Jurassic time, about 200 million yearsago Sea-floor spreading was unusually rapid during Late Cretaceous time,between 110 and 85 million years ago That rapid spreading should have formed

an unusually high-volumed Mid-Oceanic Ridge and resulted in flooding of lying portions of continents Geologists have found marine sedimentary rocks ofLate Cretaceous age on nearly all continents, indicating that Late Cretaceoustime was, in fact, a time of abnormally high global sea level Thus, a processinitiated by heat transfer deep within the geosphere profoundly affected sea level

low-of the hydrosphere and life throughout the biosphere Unfortunately, because nooceanic crust is older than about 200 million years, the hypothesis cannot betested for earlier times when extensive marine sedimentary rocks accumulated

on continents

Dữ liệu về tuổi của đáy đại dương cho thấy tốc độ mở rộng đáy biển đã biếnđộng trong khoảng từ 2 đến 16 centimét mỗi năm bắt đầu từ Kỷ Jura, cách đâykhoảng 200 triệu năm Vào cuối kỷ Phấn Trắng, tức khoảng giữa 80 triệu nămđến 110 triệu năm về trước, sự mở rộng đáy biển diễn ra nhanh lạ thường Sựmở rộng nhanh chóng đó lẽ ra phải tạo nên 1 Mid-Oceanic Ridge với khối lượngrất lớn, và làm ngập các khu vực thấp của các lục địa Các nhà địa chất đã tìmthấy đá trầm tích biển từ thời kỳ cuối kỷ Phấn trắng ở hầu hết các lục địa Điềunày cho thấy, thực tế, kỷ Phấn Trắng là thời kỳ mực nước biển toàn cầu cao bấtthường Vì vậy, một quá trình mở đầu bằng sự chuyển nhiệt sâu trong địa quyển

đã ảnh hưởng sâu sắc đến mực nước biển của thủy quyển và sự sống trongsinh quyển Đáng tiếc là, vì không có vỏ đại dương nào có tuổi thọ lớn hơn 200triệu năm, nên giả thuyết này không thể được kiểm chứng trước khi lượng lớn

Life on the Mid-Oceanic Ridge System

Sự sống trên hệ thống rặng núi dài nằm dưới đáy giữa các đại dương

Oceanographers had long thought that little life could exist on the deep sea floorbecause no sunlight penetrates to those depths to support photosynthesis.However, scientists using modern diving and sampling techniques havediscovered thriving communities and a unique food chain in isolated parts of thedeep sea floor

Từ lâu, các nhà hải dương học đã nghĩ rằng sự sống hiếm có thể tồn tại dươiđáy biển sâu vì ánh sáng mặt trời không thâm nhập được đến những độ sâu đó

để phục vụ hoạt động quang hợp.Tuy nhiên, bằng cách sử dụng các kỹ thuật lặn

và lấy mẫu hiện đại, các nhà khoa học đã phát hiện ra các quần thể vô cùngthịnh vượng và một chuỗi thức ăn độc nhất vô nhị chỉ có trong các khu vực tách

On the volcanically active Mid-Oceanic Ridge system, the hot rocks heatseawater as it circulates through fractures in oceanic crust The hot waterdissolves metals and sulfur from the rocks Eventually, the hot, metaland-sulfur-Iaden water rises back to the sea-floor surface, spouting from fractures as a jet ofblack water called a black smoker The black color is caused by precipitation offine-grained metal sulfide minerals as the solutions coolon contact with seawater(Figure 15.12)

Trên hệ thống Mid-Oceanic Ridge có diễn ra hoạt động núi lửa mạnh mẽ, cáckhối đá nóng làm tăng nhiệt độ nước biển khi nó chảy qua các vết nứt gãy trong

vỏ đại dương Nước nóng hòa tan kim loại và lưu huỳnh từ đá Cuối cùng, nướchỗn hợp metaland-sulfur-Iaden nóng chảy trở lại trở lại mặt đáy biển, phun lên từcác kẽ nứt trông giống như những vòi nước đen và được gọi là miệng phunđen Màu đen ở đây là do sự lắng của các hạt khoáng kim loại sunfua mịn và sự

hòa tan colon trong nước biển.

These scalding, sulfurous waters are as hot as 400°C and would be toxic to life

on land Yet the deep-sea floor around a black smoker teems with life (Figure15.13) At the vents, bacteria produce energy from hydrogen sulfide in a processcalled chemosynthesis Thus, the bacteria release energy from chemicals andare not dependent on photosynthesis The chemosynthetic bacteria are thefoundation of a deep-sea food chain-either larger vent organisms eat them or thelarger organisms live symbiotically with the bacteria For example, instead of adigestive tract, the red-tipped tube worm has a special organ that hosts thechemosynthetic bacteria It provides a home for the bacteria and in returnreceives nutrition from the bacteria's wastes Other vent organisms in this uniquefood chain include giant clams and mussels, eyeless shrimp, crabs, and fish

Những loại nước chứa lưu huỳnh rất nóng này có thể đạt tới nhiệt độ 400 ° C và

có thể gây hại đối với sự sống trên mặt đất Tuy nhiên, đáy biển sâu xung quanhcác vòi đen này lại dồi dào sự sống (Hình 15,13) Tại miệng phun, vi khuẩn sảnxuất năng lượng từ hydro sunfua theo một chu trình được gọi là hóa tổng hợp

Do đó, vi khuẩn giải phóng năng lượng từ các chất hóa học mà không phụ thuộcvào hoạt động quang hợp Các vi khuẩn hóa tổng hợp là nền tảng của chuỗithức ăn dưới biển sâu, ở mức độ cao hơn là các sinh vật lớn hơn ăn chúng hoặccác loài sinh vật lớn hơn sống cộng sinh với vi khuẩn Ví dụ, thay vì bộ máy tiêuhóa, thì loài giun ống đầu đỏ có một cơ quan đặc biệt mà các vi khuẩn hóa tổnghợp sống bám vào Nó cung cấp nơi ở chovi khuẩn và ngược lại nó nhận đượcchất dinh dưỡng từ chất thải hoặc thức ăn thừa của vi khuẩn Các sinh vật kháctham gia vào chuỗi thức ăn có một không hai này là các loài trai khổng lồ, hến,tôm đui, cua, và cá

Oceanic Trenches and Island Arcs

A black smoker spouts from the EastPacific rise Seawater is heated as itcirculates through hot seafloor rocks, and it dissolves metals and sulfur from therocks The ions precipitate as "smoke” consisting of tiny mineral grains, when thehot solution spouts into cold ocean water

Rãnh đại dương và vành đai đảo

Một miệng phun đen phun nước ra từ Đông Thái Bình Dương Nước biển đượcđốt nóng khi nó chảy vòng qua lớp đá nóng ở đáy biển, và nó hòa tan kim loại vàlưu huỳnh từ đá Khi dung dịch nóng phun vào nước biển đang lanh, những ionlắng đọng lại giống như một làn khói bao gồm các hạt khoáng nhỏ

In many parts of the Pacific Ocean and in some other ocean basins, two oceanicplates converge One dives beneath the other, forming a subduction zone Thesinking plate drags the sea floor downward, forming a long, narrow depression

called an oceanic trench The deepestplace on Earth is in the Mariana trench,north of New Guinea in the southwestern Pacific, where the ocean floor sinks tonearly 11 kilometers below sea level Depths of 8 to 10 kilometers are common inother trenches.

Ở nhiều vùng của Thái Bình Dương và ở một số biển khác, hai mảng đại dươngchạm nhau (hội tụ lại) Một mảng nằm dưới mảng còn lại, tạo nên một vùng hútchìm Các mảng bị chìm kéo đáy biển đi xuống, tạo thành một vùng lún dài vàhẹp gọi là rãnh đại dương Vùng sâu nhất trên Trái Đất nằm ở rãnh Mariana, ởphía bắc New Guinea thuộc tây nam Thái Bình Dương, nơi mà đáy biển nằmsâu gần11 km dưới mực nước biển Độ sâu phổ biến của các rãnh là từ 8 đến

10 km

Huge amounts of magma are generated in the subduction zone The magmarises and erupts on the sea floor to form submarine volcanoes next to the trench.The volcanoes eventually grow to become a chain of islands, called an island arc(Figure 15.14) The western Aleutian Islands are an example of an island arc.Many others occur at the numerous convergent plate boundaries in the westernPacific (Figure 15.15)

Một lượng lớn mắc-ma được tạo ra ở khu vực hút chìm Mắc-ma trào lên vàphun trên đáy biển, tạo thành những núi lửa dưới mặt biển nằm cạnh rãnh.Những núi lửa dần dần lớn lên, tao nên một dãy những hòn đảo, gọi là một cungđảo (vành đai các đảo)(Hình 15.14) Quần đảo phía tây Aleutian là một ví dụ củacung đảo Nhiều cung đảo khác xuất hiện tại ranh giới hội tụ mảng ở Tây TháiBình Dương (Hình 15.15)

If subduction stops after an island arc forms, volcanic activity also ends Theisland arc may then ride quietly on a tectonic plate until it arrives at anothersubduction zone at a continental margin However, the density of island arc rocks

is relatively low, making them too buoyant to sink into the mantle Instead, theisland arc collides with the continent (Figure 15.16A and B) When this happens,the subducting plate commonly fractures on the seaward side of the island arc toform a new subduction zone In this way, the island arc breaks away from theocean plate and becomes part of the continent (Figure 15.16C) Much of westernCalifornia, Oregon, Washington, and western British Columbia were added toNorth America in this way from 180 million to about 50 million years ago Theselate additions to our continent, called accreted terranes, are shown in <Figure15.1>

Nếu sự hút chìm dừng lại sau khi 1 cung đảo hình thành, hoạt động của núi lửacũng sẽ kết thúc Sau đó, cung đảo có thể trôi nhẹ nhàng trên một đĩa kiến tạocho đến khi nó đến 1 vùng hút chìm khác ở 1 bờ lục địa Tuy nhiên, tỉ trọng của

đá ở cung đảo thường nhỏ, điều này khiến chúng khó chìm xuống lớp phủ Thay

vì trôi nổi, cung đảo va chạm với các lục địa Khi điều này xảy ra, mảng hút chìmthường đứt gãy theo hướng bieenrcuar cung đảo để hình thành 1 vùng hút chìmmới Theo cách này, cung đảo sẽ tách ra khỏi phiến đại dương và trở thành một

bộ phận của lục địa Nhiều bộ phận thuộc phía Tây của bang California, Oregon,Washington, British Columbia đã gộp vào Bắc Mỹ theo cách này từ 180 triệunăm đến khoảng 50 triệu năm trước đây

Note the following points:

1 An island arc forms as magma rises from the mantle at an oceanic subductionzone

2 The island arc eventually migrates toward the edge of a continent andbecomes part of it

3 The continent with the added island arc cannot sink into the mantle at asubduction zone because of its buoyancy

4 Thus, material is transferred from the mantle to a continent This aspect of theplate tectonics model suggests that the amount of continental crust hasincreased throughout geologic time However, some geologists feel that smallamounts of continental crust can also return to the mantle in subduction zones,and that the total amount of continental crust has been approximately constantfor the past 2.5 billion years

1 Một cung đảo sẽ hình thành khi Mắc-ma trào lên từ lớp phủ thuộc vùng hútchìm

2 Những cung đảo cuối cùng sẽ di chuyển về mép của một lục địa và trở thành

3 Các lục địa với các cung đảo thêm vào không thể chìm xuống lớp phủ ở khu

4 Vì vậy, các vật liệu được chuyển từ lớp phủ đến lục địa Đặc điểm này của môhình kiến tạo mảng cho thấy rằng khối lượng vỏ lục địa đã tăng lên trong suốtthang niên đại địa chất Tuy nhiên, một số nhà địa chất học cho rằng khối lượngnhỏ của vò lục địa cũng có thể quay trở lại lớp phủ trong vùng hút chìm và tổngkhối lượng vỏ lục địa đã được cố định không đổi trong gần 2,5 tỷ năm

Seamounts, Oceanic Islands, and Atolls

Núi dưới đáy biển, các đảo và vành đai san hô

A seamount is a submarine mountain that rises 1 kilometer or more above thesurrounding sea floor An oceanic island is a seamount that rises above sealevel Both are common in all ocean basins but are particularly abundant in thesouthwestern Pacific Ocean Seamounts and oceanic islands sometimes occur

as isolated peaks on the sea floor, but they are more commonly found in chains.Dredge samples show that seamounts, oceanic islands, and the ocean floor itselfare all made of basalt

Một núi dưới đáy biển là 1 ngọn núi nằm dưới nước biển và nhô lên khoảng 1

km hoặc hơn 1km so với đáy biển xung quanh Một hòn đảo là một núi dưới biểnnhưng núi này nhô lên cao hơn so với mực nước biển Nhìn chung cả hai loại

đều phổ biến trong tất cả các biển và đại dương nhưng đặc biệt chúng có rấtnhiều ở Tây Nam Thái Bình Dương Đôi khi, các núi đá dưới biển và các hònđảo hình thành khi các đỉnh núi tách rời nhau ở đáy đại dương, nhưng chúngthường được tìm thấy theo dãy Các mẫu nạo vét cho thấy núi dưới đáy biển,các hòn đảo và đáy đại dương đều cấu tạo từ bazzan.

Most seamounts and oceanic islands are volcanoes that formed at a hot spotabove a mantle plume, and most form within a tectonic plate rather than at aplate boundary An isolated seamount or short chain of small seamountsprobably formed over a plume that lasted for only a short time In contrast, a longchain of large islands, such as the Hawaiian Island-Emperor Seamount chain,formed over a long-lasting plume In this case the lithospheric plate migratedover the plume as the magma continued to rise from a source beneath thelithosphere Each volcano formed directly over the plume and then becameextinct as the moving plate carried it away from the plume As a result, theseamounts and oceanic islands become progressively younger toward the end ofthe chain that is volcanically active today (<Figure 15.18)

Phần lớn các núi đá dưới biển và các hòn đảo là các núi lửa hình thành ở mộtvùng nóng trên lớp phủ, và chủ yếu được hình thành trong một mảng kiến tạohơn là ở ranh giới mảng Một núi đá dưới biển tách biệt hoặc ……….Trong trường hợp này, đĩa thạch quyển di chuyển trên …… khi mắc-ma tiếp tụcdâng trào từ một hố nằm bên dưới thạch quyển ……

After a volcanic island forms, it begins to sink Three factors contribute to thesinking:

1 If the mantle plume stops rising, it stops producing magma Then thelithosphere beneath the island cools and becomes denser, and the island sinks.Alternatively, a moving plate may carry the island away from the hot spot Thisalso results in cooling, contraction, and sinking of the island

2 The weight of the newly formed volcano causes isostatic sinking

3 Erosion lowers the top of the volcano

Sau khi một đảo núi lửa hình thành, nó bắt đầu chìm xuống Có 3 yếu tố gópphần giúp đảo chìm xuông:

1 Nếu lớp vỏ nhô lên, nó không phun mắc-ma nữa Sau đó, thạch quyển nằmbên dưới hòn đảo nguội và trở nên nặng hơn, và đảo chìm xuống Tiếp sau đó, 1mảng kiến tạo có thể mang hòn đảo đi ra xa khỏi vùng nóng đó Cũng có thể hònđảo nguội, co lại và chìm xuống

2 Trọng lượng của núi lửa mới hình thành gây nên sự chìm đẳng tĩnh

3 Sự xói mòn làm mòn đỉnh núi lửa

These three factors gradually transform a volcanic island to a seamount Figure 15.19) If the Pacific Ocean plate continues to move at its present rate, theisland of Hawaii may sink beneath the sea within 10 to 15 million years Seawaves may erode a flat top on a sinking island, forming a flat-topped seamountcalled a guyot (<.- Figure 15.20)

(<.-3 nhân tố này dần biến 1 đảo núi lửa thành 1 núi dưới biển Nếu đĩa kiến tạo tháibình dương tiếp tục di chuyển với tốc độ như bây giờ, đảo Hawai có thể chìmxuống dưới đáy biển trong khoảng 10 đến 15 triệu năm nữa Sóng biển có thể ănmòn 1 đỉnh phẳng trên 1 hòn đảo bị chìm, tạo nên 1 núi dưới biển có chóp bằngphẳng gọi là guyot

The South Pacific and portions of the Indian Ocean are dotted with numerousislands called atolls (Figure 15.21) An atoll is a circular coral reef that forms aring of islands around a central lagoon Atolls vary from 1 to 130 kilometers indiameter and are surrounded by deep water of the open sea If corals live only inshallow water, how did atolls form in the deep sea? Charles Darwin studied this

question during his famous voyage on the Beagle from 1831 to 1836 He

reasoned that a coral reef must have formed in shallow water on the flanks of avolcanic island Eventually the island sank, but the reef continued to growupward, so that the living portion always remained in shallow water (Figure15.22) This proposal was not accepted at first because scientists

could not explain how a volcanic island could sink However, when scientistsdrilled into a Pacific atoll shortly after World War II and found volcanic rockhundreds of meters beneath the reef, Darwin's hypothesis was revived It isconsidered accurate today, in light of our ability to explain why volcanic islandssink

Nam Thái Bình Dương và các khu vực thuộc Ấn Độ Dương được chú ý với 1 sốlượng lớn các hòn đảo được gọi là vành đai san hô Đó là 1 rặng san hô vòng,tạo nên 1 vòng tròn các đảo xung quanh một phá trung tâm Vành đai san hô cóđường kính dao động từ 1 đến 130 km và được bao quanh bởi nước biển Vìcác rặng san hô chỉ sống ở các vùng nước nông nên câu hỏi đặt ra ở đây làvanh đai san hô hình thành ở biển sâu như thế nào? Charle Dac-uyn đã nghiêncứu vấn đề này trong chuyến đi du lịch đường biển trên tàu “Mật thám”từ năm

1831 đến năm 1836 Theo lời giải thích của ông thì rặng san hô phải được hìnhthành ở các vùng nước nông trên sườn của 1 đảo núi lửa Cuối cùng, hòn đảochìm, nhưng rặng san hô tiếp tục sinh trưởng, nên luôn có 1 bộ phận san hôluôn ở lại các vùng nước nông Trong thời gian đầu, cách giải thích này khôngđược chấp nhận vì các nhà khoa học không giải thích được bằng cách nào 1đảo núi lửa có thể chìm xuống Tuy nhiên, chỉ một thời gian ngắn sau thế chiếnthứ II, khi các nhà nghiên cứu khoan sâu vào vành đai san hô ở Thái BìnhDương và tìm thấy đá núi lửa ở độ sâu hàng trăm m bên dưới rặng san hô, giảthuyết của Dac-uyn được khôi phục Ngày nay nó được xem xét một cách chínhxác hơn vì chúng ta đã giải thích được nguyên nhân chìm xuống của các đảo

15.5

Sediment and rocks of the Sea floor

Early oceanographers had believed that the oceans are 4 billion years old, somud on the ancient sea floor should have been very thick, having had so much

time to accumulate In 1947, however, scientists on the u.s research ship

Atlantis discovered that the mud layer on the bottom of the Atlantic Ocean is

much thirmer than they expected Why is there so little mud on the sea floor?The answer to this question would be a crucial piece of evidence in development

of the theory of plate tectonics

15.5

Trầm tích và núi đá đáy biển

Các nhà hải dương học thời kỳ đầu đã tin rằng tuổi của các đại dương là 4 tỉnăm, nên bùn của các đáy biển cổ đại sẽ phải rất dày do có thời gian tích lũy quálớn Tuy nhiên, vào năm 1947, các nhà khoa học trên chiếc thuyền nghiên cứucủa Hoa Kỳ đã khám phá ra rằng lớp bùn ở đáy Đại Tây Dương mỏng hơn rấtnhiều so với những gì chúng ta đã từng nghĩ Tại sao lại có quá ít bùn ở dướiđáy biển? Lời giải đáp cho câu hỏi này sẽ là một minh chứng quyết định, chứngminh sự phát triển của học thuyết kiến tạo mảng

Earth is 4.6 billion years old, and rocks as old as 3.96 billion years have beenfound on continents Once formed, most continental crust remains near Earth'ssurface because of its buoyancy In contrast, no parts of the sea floor are olderthan about 200 million years because oceanic crust forms continuously at theMid-Oceanic Ridge and then recycles into the mantle at subduction zones Asthe theory of plate tectonics was emerging in the early 1960s, it becameapparent that the fact that only a relatively thin layer of mud covers the sea floorcould be easily explained if the oldest sea floor is less than 200 million years old,not 4 billion years old as oceanographers had once believed This evidencesupported the fledgling plate tectonics theory in its early days

Trái đất đã được 4,6 tỉ năm tuổi và người ta cũng đã tìm thấy trên các lục địa cácnúi đá 3,96 tỉ năm tuổi Khi được hình thành, do có tính nổi nên phần lớn lớp vỏlục địa còn lại ở gần bề mặt của Trái Đất Ngược lại, không có khu vực nào củađáy biển có tuổi thọ lớn hơn 200 triệu năm do lớp vỏ đại dương hình thành liêntục ở vùng trung tâm và sau đó xoay vòng đến lớp che phủ ở các khu vực rúttrừ Khi thuyết kiến tạo mảng mới ra đời vào đầu những năm 1960, nó đã trở nênrất rõ ràng là thực tế chỉ một lớp bùn tương đối mỏng bao phủ đáy biển có thểđược giải thích dễ dàng nếu đáy biển lâu đời nhất có tuổi thọ nhỏ hơn 200 triệunăm, mà không phải là 4 tỉ năm như các nhà hải dương học đã từng tin chắc.Chứng cứ này cũng góp phần củng cố thuyết kiến tạo mảng non trẻ trong thời kỳ

nó mới ra đời

Seismic profiling and sea-floor drilling show that oceanic crust consists of threelayers The uppermost layer consists of sediment, and the lower two are basalt.(Figure 15.23)

Sự gia công địa chấn và việc khoan đáy biển đã chỉ ra rằng lớp vỏ đại dươngbao gồm 3 lớp Lớp ngoài cùng bao gồm trầm tích, và hai lớp còn lại là đábazzan

Ocean-Floor Sediment

The uppermost layer of oceanic crust, called layer 1, consists of two types ofsediment Terrigenous sediment is sand, silt, and clay eroded from the continentsand carried to the deep sea floor by gravity and submarine currents Most of thissediment is found close to the continents Pelagic sediment, however, collectseven on the deep sea floor far from continents It is a gray and red-brown mixture

of clay that was mostly carried from continents by wind, and of the remains of tinyplants and animals that live in the sudace waters of the oceans ( Figure 15.24).When these organisms die, their remains slowly settle to the ocean floor

Trầm tích đáy biển

Lớp ngoài cùng của lớp vỏ đại dương, được gọi là lớp 1, cấu tạo bởi 2 loại trầmtích terigenous là cát, thịt, và sét đã bị xói mòn từ các lục địa và được đưa đếnđáy biển sâu nhờ trọng lực và các dòng chảy Phần lớn các chất lắng trầm tíchnày được tìm thấy ở gần các lục địa Tuy nhiên, các chất lắng này cũng đượctích lũy lại ở các vùng đáy nằm rất xa so với lục địa Đó là một hỗn hợp có màuxám và đỏ nâu của sét phần lớn được gió đẩy từ đất liền ra biển và các tàn dưcủa các loài động, thực vật nhỏ sống ỏa các vùng nước khác nhau của đạidương Khi các sinh vật này chết, xác chúng dần lắng xuống đáy biển

Pelagic sediment accumulates at a rate of about 2 to 10 millimeters per 1,000years Near the Mid-Oceanic Ridge system there is virtually no sedimentbecause the Barrier reef sea floor is so young The sediment thickness increaseswith distance from the ridge because the sea floor becomes older as it spreadsaway from the ridge Close to shore, pelagic sediment gradually merges with themuchthicker layers of terrigenous sediment, which can be 3 kilometers or morethick The observation of increasing thickness of sea-floor mud away from theridge also supported the plate tectonics theory in its early days

Các chất lắng biển khơi tích lũy chậm, với tốc độ khoảng từ 2 đến 10 milimettrong 1000 năm Gần khu vực đại dương trung tâm, hầu như không có trầm tích

vì các rặng san hô ở đáy biển còn rất trẻ Độ dày của lớp trầm tích tỉ lệ thuận vớikhoảng cách so với bờ vì đáy biển trở nên già hơn khi nó càng xa bờ Gấn bờbiển, các chất lắng chìm dần cùng với lớp trầm tích dày hơn rất nhiều, độ dày cóthể lên tới 3km hoặc hơn thế nữa Việc quan sát sự tăng độ dày của lớp bùn đáybiển ở các vùng xa bờ cúng góp phần củng cố thuyết kiến tạo mảng ở thời kỳ nómới ra đời

Parts of the ocean floor beyond the Mid-Oceanic Ridge system are flat, level,featureless submarine sudaces called the abyssal plains They are the flattestsudaces on Earth Seismic profiling shows that the basaltic crust is rough andjagged throughout the ocean On the abyssal plains, however, pelagic sedimentburies this rugged profile, forming the smooth abyssal plains If you were to

remove all of the sediment, you would see rugged topography similar to that ofthe Mid-Oceanic Ridge.

Phần đáy biển ở khu vực trung tâm đại dương có đặc điểm là phẳng, không dốc,không có nét đăc trưng của …….dưới mặt biển gọi là vùng sâu thẳm Chúng lànhững vùng đáy bằng phẳng nhất trên Trái Đất Những gia công địa chấn cũngcho thấy lớp vỏ bazzan ở biển thì ghồ ghề và lờm chờm, không bằng phẳng.Tuy nhiên, ở các vùng biển sâu thẳm, lớp trầm tích chon chặt vào phẫu diện ghồghề, hình thành nên các vùng biển sâu thẳm phẳng lặng Nếu bạn phải khaithác hết lớp trầm tích này, bạn sẽ thấy địa hình ghồ ghề, lởm chởm giống như ởkhu vực trung tâm đại dương

Basaltic Oceanic Crust

Layer 2 lies below layer 1 and is about 1 to 2 kilometers thick It consists mostly

of pillow basalt, which forms as hot magma oozes onto the sea floor Contactwith cold sea water causes the molten lava to contract into pillowshapedspheroids (Figure 15.25)

Lớp vỏ bazzan của biển

Lớp thứ 2 nằm bên dưới lớp thứ nhất và dày từ 1 đến 2 km Lớp này chủ yếucấu tạo bởi đệm bazzan được hình thành khi macma nóng chảy ra đáy biển.Việc tương tác với nước biển lạnh đã làm dung nham nóng chảy đóng chặt vàocác khối cầu hình gối

Layer 3, 3 to 5 kilometers thick, is the deepest and thickest layer of oceanic crust

It directly overlies the mantle The upper part consists of vertical basalt dikes,which formed as the magma oozing toward the surface froze in the cracks of therift valley The lower portion of layer 3 consists of gabbro, the coarse-grainedequivalent of basalt The gabbro forms as pools of magma cool slowly (becausethey are insulated by the basalt dikes above them) The basaltic crust of layers 2and 3 forms at the MidOceanic Ridge However, these rocks make up thefoundation of all oceanic crust because all oceanic crust forms at the ridge axisand then spreads outward In some places, chemical reactions with sea waterhave altered the basalt of layers 2 and 3 to a soft, green rock that contains up to

13 percent water

Lớp thứ 3 dày từ 3 đến 5 km, cũng là lớp sâu nhất và dày nhất của vỏ đạidương Nó nằm đè lên lớp che phủ Phần trên cùng bao gồm các rãnh bazzanthẳng đứng, hình thành khi khối macma đang chảy vào bề mặt bị đông lại trongcác kẽ hở của các rãnh hở Phần thấp hơn là lớp thứ 3 bao gồm gabro - mộtkhoáng chất gần giống bazzan nhưng là các hạt thô Khoáng gabro được tạothành khi các hố macma làm lạnh từ từ (vì chúng được bảo vệ bởi các rãnhbazzan xung quanh nó) Lớp vỏ bazzan của lớp 2 và lớp 3 tạo nên ……Tuynhiên, những lớp đá này tạo nên nền của toàn bộ lớp vỏ đại dương bởi vì toàn

bộ lớp vỏ đại dương hình thành ở trục và sau đó mở rộng ra xa hơn Ở một sốkhu vực, các phản ứng hóa học với nước biển đã ảnh hưởng đến lớp bazzancủa lớp 2 và lớp 3 tạo ra 1 loại đã xanh, mềm chứa tới 13% nước.

15.6

Continental Margins

A continental margin is a place where continental crust meets oceanic crust Twotypes of continental margins exist A passive continental margin occurs wherecontinental and oceanic crust are firmly joined together Because it is not a plateboundary, little tectonic activity occurs at a passive margin Continental margins

on both sides of the Atlantic Ocean are passive margins In contrast, an activecontinental margin occurs at a convergent plate boundary, where oceaniclithosphere sinks beneath the continent in a subduction zone The west coast ofSouth America is an active continental margin

Passive Continental Margins

Recall from Chapter 6 that, about 250 million years ago, all of Earth's continentswere joined into the supercontinent called Pangea Shortly thereafter, Pangeabegan to rift apart into the continents as we know them today The AtlanticOcean opened as the east coast of North America separated from Europe andAfrica As Pangea broke up, the continental crust fractured and thinned near thefractures ( Figure 15.26A) Basaltic magma rose at the new spreading center,forming oceanic crust between North America and Africa ( Figure 15.26B) Alltectonic activity then focused on the spreading MidAtlantic Ridge, and no further

tectonic activity occurred at the continental margins; hence the term passive continental margin (Figure 15.26C).

ra từ Châu Âu và Châu Phi Khi Pangea nứt, vỏ lục địa đứt gãy và những chốđứt gãy trở nên mảnh hơn Macma bazzan trào lên ở khu vực phân bố mới, hìnhthành nên vỏ đại dương ở giữa Bắc Mỹ và Châu Phi Tát cả các hoạt động kiếntạo địa chất này về sau tập trung vào những dải song giữa Đại Tây Dương, vàkhông có hoạt động kiến tạo nào xảy ra ở Bờ lục địa, từ đó mới có thuật ngữ “Bờlục địa thụ động”.

The continental Shelf

On all continents, streams and rivers deposit sediment on coastal deltas, like theMississippi River Delta Then, ocean currents redistribute the sediment along thecoast, depositing it both on the thin margin of continental crust and on oceaniccrust close to the continent The sediment forms a shallow, gently sloping,submarine surface called a continental shelf on the edge of the continent ( Figure15.27) As sediment accumulates on a continental shelf, the edge of thecontinent sinks isostatically because of the added weight This effect keeps theshelf slightly below sea level

Over millions of years, thick layers of sediment accumulated on the passive eastcoast of North America, forming a broad continental shelf along the entire coast.The depth of the shelf increases gradually from the shore to about 200 meters atthe outer shelf edge The average inclination of the continental shelf is about 0.1

0 A continental shelf on a passive margin can be a large feature The shelf offthe coast of southeastern Canada is about 500 kilometers wide, and parts of theshelves of Siberia and northwestern Europe are even wider

Trải qua hàng triệu năm, các lớp trầm tích dày đã tích lũy lại ở bờ biển thụ độngở phía đông của Bắc Mỹ, tạo nên một thềm lục địa rộng nằm dọc toàn bờ biển

Độ dày của thềm lục địa tăng dần dần từ bờ biển đến khoảng 200 m ở mép xahơn của thềm Độ dốc trung bình của thềm lục địa là vào khoảng 0.10 Thềm lụcđịa ở bờ thụ động có thể là 1 nét đặc trưng lớn Thềm lục địa ở khu vực đôngnam Canada rộng khoảng 500km, nhưng các vùng thềm lục địa thuộc Siberia vàtây bắc Châu Âu thậm chí còn rộng hơn

In some places, a supply of sediment may be lacking, either because no riversbring sand, silt, or clay to the shelf or because ocean currents bypass that area.

In warm regions where sediment does not muddy the water, reef-buildingorganisms thrive As a result, thick beds of limestone accumulate in tropical andsubtropical latitudes where clastic sediment is lacking Limestone accumulations

of this type may be hundreds of meters thick and hundreds of kilometers acrossand are called carbonate platforms The Florida Keys and the Bahamas aremodern-day examples of carbonate platforms on continental shelves (Figure15.28)

Ở một số nơi, có thể không có các chất lắng đọng, vì không có con song nàochở cát, phù sa hoặc sét đến thềm lục địa hoặc do các dòng chảy của biển vàđại dương chảy vòng qua các khu vực này Ở các vùng khí hậu ấm áp, các chấtlắng trầm tích không làm nước vấy bùn, các loài sinh vật sống dưới dải đá ngầmphát triển mạnh Kết quả là các tầng đá vôi dày tích lũy lại ở các vùng nhiệt đới

và cận nhiệt đới – những nơi không có các mảnh vụn trầm tích Sự tích lũy đávôi theo kiểu này có thể tạo ra các lớp đá vôi dày hàng trăm m và rộng hàngnghìn km, được gọi là lớp nền cacsbonat Ngày nay, các đảo Florida vàBahamas là các ví dụ điển hình về sự tồn tại của lớp nền cacbonat ở thềm lụcđịa

Some of the world's richest petroleum reserves occur on the continental shelves

of the North Sea between England and Scandinavia, in the Gulf of Mexico, and inthe Beaufort Sea on the northern coast of Alaska and western Canada In recentyears, oil companies have explored and developed these offshore reserves.Deep drilling has revealed that granitic continental crust lies beneath thesedimentary rocks, confirming that the continental shelves are truly parts of thecontinents, despite the fact that they are covered by seawater

Một số khu dự trữ dầu lớn nhất thế giới nằm ở thềm lục địa của biển Bắc- giữaAnh và bán đảo Scang-di-na-vi, ở vịnh Mê-hi-cô và ở biển Beaufort thuộc bờ bắcAlaska và phía Tây Canada Trong những năm gần đây, các công ty dầu mỏ đãtiến hành khai thác và phát triển các khu dự trữ dầu ngoài khơi này Việc khoansâu đã cho thấy rằng vỏ lục địa granit nằm bên dưới lớp đã trầm tích Điều nàygóp phần củng cố ý kiến là mặc dù các thềm lục địa được bao phủ bởi nước,nhưng thực sự chúng vẫn là các bộ phận thuộc đất liền

The Continental Slope and Rise

At the outer edge of a shelf, the sea floor suddenly steepens to an average slope

of about 4° to 5° as it falls away from 200 meters to about 5 kilometers in depth.This steep region of the sea floor averages about 50 kilometers wide and iscalled the continental slope It is a surface formed by sediment accumulation,much like the shelf Its steeper angle is due primarily to thinning of continentalcrust where it nears the junction with oceanic crust Seismic profiler exploration

shows that the sedimentary layering is commonly disrupted where sediment hasslumped and slid down the steep incline.

Dốc lục địa và gốc lục địa

Ở mép ngoài của thềm lục địa, đáy biển dốc đột ngột, độ dốc trung bình vàokhoảng 4 đến 5 độ khi độ dày của nó dao động từ khoảng 200m đến 50 km.Vùng dốc này của đáy biển trung bình rộng khoảng 50km và được gọi là dốc lụcđịa Đó là bề mặt được hình thành do sự tích lũy trầm tích, giống như ở thềm lụcđịa Góc dốc hơn của nó chủ yếu do sự mỏng lớp vỏ lục địa ở nơi gần tiếp giápvới vỏ đại dương Việc khám phá mặt nghiêng địa chấn đã chỉ ra rằng các lớptrầm tích chủ yếu bị phá vỡ ở những nơi mà trầm tích sụt xuống và chuyển độngnhẹ nhàng xuống theo độ dốc

A continental slope becomes less steep as it gradually merges with the deepocean floor This region, called the continental rise, consists of an apron ofterrigenous sediment that was transported across the continental shelf anddeposited on the deep ocean floor at the foot of the slope The continental riseaverages a few hundred kilometers wide Typically, it joins the deep sea floor at adepth of about 5 kilometers

Dốc lục địa trở nên ít dốc hơn khi nó dần kết hợp với đáy biển sâu Vùng này,được gọi là gốc lục địa, cấu tạo bởi thềm trầm tích mà được vận chuyển dọctheo thềm lục địa và lắng đọng lại ở đáy biển sâu dưới chân dốc Trung bình gốclục địa rộng khoảng vài trăm km Nét đặc trưng của nó là nó tiếp giáp với đáybiển sâu ở độ dày khoảng 5km

In essence, then, the shelf-slope-rise complex is a smoothly sloping, submarinesurface on the edge of a continent, formed by accumulation of sediment erodedfrom the continent

Cuối cùng, xét về bản chất, phức hợp thềm lục địa - dốc lụa địa – gốc lục địa là 1

bề mặt dốc nhẹ gần biển, nằm ở mép đất liền, và được hình thành do sự tích lũycác chất lắng đọng xói mòn từ đất liền

.

Submarine Canyons and Abyssal Fans

In many places, sea-floor maps show deep valleys, called submarine canyons,eroded into the continental shelf and slope They look like submarine streamvalleys A canyon typically starts on the outer edge of a continental shelf andcontinues across the slope to the rise At its lower end, a submarine canyoncommonly leads into an abyssal fan (or submarine fan), a large, fan-shaped pile

of sediment lying on the continental rise

Các hẻm núi dưới mặt biển và các vực thẳm

Ở nhiều nơi, các bản đồ đáy biển cho thấy có các thung lũng sâu, được gọi làcác hẻm núi dưới biển, xói mòn tạo thành các thềm lục địa và dốc lục địa Cáchẻm núi dưới biển này trông giống như các lưu vực dòng chảy dưới biển 1 hẻmnúi thường bắt đầu ở mép ngoài của thềm lục địa và tiếp tục qua dốc lục địa đếngốc lục địa Ở đầu thấp của nó, 1 hẻm núi thường dẫn vào 1 vực thẳm (hoặc 1vực dưới biển), 1 chồng trầm tích lớn hình quạt nằm lại ở gốc lục địa

Most submarine canyons occur where large rivers enter the sea When they werefirst discovered, geologists thought the canyons had been eroded by riversduring the Pleistocene Epoch, when accumulation of glacial ice on land loweredsea level by as much as 150 meters However, this explanation cannot accountfor the deeper portions of submarine canyons cut into the lower continentalslopes at depths of a kilometer or more Therefore, the deeper parts of thesubmarine canyons must have formed underwater, and a submarine mechanismmust be found to explain them

Đa số các hẻm núi dưới mặt biển được tìm thấy ở những nơi có các con sônglớn đổ ra biển Khi chúng được tìm thấy lần đầu tiên, các nhà địa chất cho rằngcác hẻm núi bị các dòng sông xói mòn trong suốt kỷ Pleitoxen, khi đó sự tích lũybăng trên mặt đất đã làm mức nước biển hạ xuống khoảng 150m Tuy vậy, cáchgiải thích này không trả lời được câu hỏi tại sao các phần sâu hơn của các hẻmnúi dưới mặt biển lại cắt sâu vào vùng dốc lục địa nằm thấp hơn khoảng1kmhoặc sâu hơn nữa Như vậy, các phần sâu hơn của các hẻm núi gần biển phảiđược hình thành dưới nước, và những đặc điểm trên phải được giải thích theo1

cơ chế nào đó

Geologists subsequently discovered that turbidity currents erode the continentalshelf and slope to create the submarine canyons A turbidity current developswhen loose, wet sediment tumbles down the slope in a submarine landslide Themovement may be triggered by an earthquake or simply by oversteepening of theslope as sediment accumulates When the sediment starts to move, it mixes withwater Because the mixture of sediment and water is denser than water alone, itflows down the shelf and slope as a turbulent, chaotic avalanche A turbiditycurrent can travel at speeds greater than 100 kilometers per hour and fordistances up to 700 kilometers

Sau đó, các nhà địa chất đã khám phá ra rằng chính các dòng hoạt động hỗnđộn ở biển (sóng, dòng nước, lường không khí, gió) đã làm xói mòn thềm lục địa

và dốc lục địa, tạo nên các hẻm núi gần biển Khi có lở đất dưới mặt biển, trầmtích lỏng và ướt đổ nhào xuống theo độ dốc, hình thành dòng hoạt động hốnđộn Sự chuyển động này có thể là do khi trầm tích đang được tích lũy lại thì xay

ra 1 trận động đất hoặc đơn giản là do độ dốc quá lớn Khi trầm tích bắt đầu đổxuống, nó trộn với nước Hỗn hợp trầm tích và nước có tỉ trọng lớn hơn tỉ trọngcủa nước, nên nó chảy xuống thềm và dốc như một dòng thác hỗn độn 1 dòng

hoạt động hỗn độn có thể di chuyển với vận tốc lớn hơn 100 km/h và đi xa tới

700 km

Sediment-laden water traveling at such speed has tremendous erosive power.Once a turbidity current cuts a small channel into the shelf and slope,subsequent currents follow the same channel, just as a stream uses the samechannel year after year Over time, the currents erode a deep submarine canyoninto the shelf and slope Turbidity currents slow down when they reach the deepsea floor The sediment accumulates there to form an abyssal fan Mostsubmarine canyons and fans form near the mouths of large rivers because therivers supply the great amount of sediment needed to create turbidity currents.Large abyssal fans form only on passive continental margins They areuncommon at active margins because in that environment, the trench swallowsthe sediment Furthermore, most of the world's largest rivers drain towardpassive margins The largest known fan is the Bengal fan, which covers about 4million square kilometers beyond the mouth of the Ganges River in the IndianOcean east of India More than half of the sediment eroded from the rapidly risingHimalayas ends up in this fan Interestingly, the Bengal fan has no associatedsubmarine canyon, perhaps because the sediment supply is so great that therapid accumulation of sediment prevents erosion of a canyon

Nước chở đầy trầm tích chảy ở vận tốc này tạo một lực xói mòn rất lớn Khi mộtdòng hoạt động hỗn độn cắt qua 1 con kênh nhỏ chảy vào thềm và dốc, cácdòng hoạt động này sau sẽ chảy theo kênh đó, giống như là 1 dòng chảy sửdụng cùng 1 con kênh đó năm này qua năm khác Theo thời gian, các dòng hoạtđộng làm xói mòn 1 hẻm núi nằm sâu dưới biển tạo thành thềm và dốc Trầmtích tích lũy lại ở đó hình thành nên các vực thẳm Phần lớn các hẻm núi dướibiển và các vực thẳm thường hình thành ở gần các cửa sông lớn vì các dòngsông cung cấp một lượng lớn trầm tích cần thiết cho việc tạo ra các dòng hoạtđộng hỗn độn Các vực thẳm lớn chỉ hình thành ở các bờ lục địa thụ đông.Chúng không phổ biến ở các mép chủ động vì ở những nơi này, trầm tích chảyhết vào các rãnh Thêm vào đó, hầu hết các dòng sông lớn nhất thế giới chảy vềcác mép thụ động Vực lớn nhất thế giới là vực Bengal – vực này bao phủ 4 triệu

km vuông ở trên cửa sông Gange thuộc phia đông Ấn Độ Dương Hơn một nửalượng trầm tích xói mòn từ sự nâng lên nhanh chóng của dãy Hymalaya cuốicùng lắng đọng ở vực này Điều thú vị là vịnh Bengal không dính với hẻm núidưới biển nào cả, có thể nguyên nhân là do lượng trầm tích cung cấp lớn đếnnỗi mà sự tích lũy trầm tích nhanh chóng đã cản trở sự xói mòn ở các hẻm núi

Active Continental Margins

An active continental margin forms at a subduction zone, where an oceanic plateconverges with a continent The oceanic plate sinks into the mantle, forming anoceanic trench similar to the trenches associated with island arcs described inSection 15.4 (<) Figure 15.29) A trench can form wherever subduction occurs-

where oceanic crust sinks beneath the edge of a continent, or where it sinksbeneath another oceanic plate.

Bờ lục địa chủ động

1 bờ lục địa chủ động hình thành ở các vùng hút chìm, nơi mảng đại dương tiếpgiáp với lục địa Mảng đại dương chìm xuống lớp phủ, tạo nên 1 rãnh đại dương– giống như các rãnh nối liền với vành đai đảo đã được mô tả ở phần 15.4.(Hình 15.29) 1 rãnh có thể hình thành ở bất cứ nơi nào có các vùng hút chìm –nơi mà vỏ đại dương chìm xuống bên dưới mép của 1 lục địa, hoặc nơi nó chìmdưới 1 mảng đại dương khác

Recall that at a passive margin, the continental crust merges gradually withoceanic crust and a wide continental shelf-slope-rise system develops as thickdeposits of sediment accumulate on the passive margin At an active margin,however, the thick continental crust meets the thin oceanic crust at a subductionzone Most of the sediment transported from a continent to an active margin isswallowed up in the trench As a result, an active margin commonly has a narrowcontinental shelf or none at all

Như đã nói ở trên, ở bờ lục địa thụ động, vỏ lục địa từ từ hợp lại với vỏ đạidương và 1 hệ thống thềm lục địa - dốc lục địa - gốc lục địa rộng lớn sẽ pháttriển vì lớp trầm tích lắng đọng dày tích lũy lại ở bờ thụ động Tuy vậy, ở bờ chủđộng thì tại vùng hút chìm, lớp vỏ lục địa dày tiếp giáp lớp vỏ đại dương mỏng.Phần lớn trầm tích được chuyên chở từ các lục địa đến bờ chủ động bị đẩy vàocác rãnh Như vậy, bờ chủ động thường có 1 thềm lục địa mỏng hoặc không cóthềm lục địa nào

The landward wall (the side toward the continent) of the trench is the continentalslope of an active margin It typically inclines at 4° or 5° in its upper part andsteepens to 15° or more near the bottom of the trench The continental rise isabsent because sediment flows into the trench instead of accumulating on theocean floor

Mặt hướng bờ (mặt hướng về phía lục địa) của rãnh là dốc lục địa của 1 bờ lụcđịa chủ động Nó thường nghiêng từ 4-5 độ ở phần trên, còn ở gần chân rãnh thìdôc khoảng15 độ hoặc dốc hơn nữa Không có gốc lục địa vì trầm tích chảy vảocác rãnh, chứ không tích lũy lại ở đáy biển

Chapter 16

In December 2005, the United Nations reported that rising seas had forced 100people on the Pacific island of Tegua in Vanuatu to move to higher ground inwhat may be the first historical example of a Village displaced by rising sea level.With coconut palms standing in water, inhabitants in the Lateu village on Tegua

began moving their wooden homes about 600 meters inland in August of thatyear The U.N Environment Programme stated that the Lateu settlement "hasbecome one of, if not the first, to be formally moved out of harm's way as a result

of climate change."

Vào tháng 12 năm 2005, tổ chức liên hợp quốc thông báo mực nước biến dânglên đã buộc 100 người trên đảo thái bình dương Tegue ở Vanuatu di chuyểnđến vùng đất cao hơn như là một ví dụ lịch sử đầu tiền về sự biến mất của mộtlàng khi mực nước biến dâng Cứ vào tháng 8 của năm, với những cây dừađứng trên nước, những cư dân ở làng Lateu của đảo Tegua bắt đầu di chuyểnnhững ngôi nhà làm bằng gỗ khoảng 600m vào bên trong đất liền Chương trìnhmôi trường của liên hợp quốc tuyên bố rằng việc định cư trên đảo Lateu “đã trởthành, nếu không phải là đầu tiên, một sự đi chuyển chính thức nhằm thoát khỏithảm họa của sự thay đổi về thời tiết”

Near Papua New Guinea, about 2,000 people on the Cantaret Islands areplanning to take a four-hour boat ride southwest to nearby Bougainville Island toescape coastal flooding Two uninhabited islands, Tebua Tarawa and Abanuea,

in the Pacific nation of Kiribati, disappeared beneath the waves in 1999

Gần Papua New Guinea, khoảng 2000 người trên đảo Cantaret đang có kếhoạch đi chuyển 4 giờ trên thuyền từ tây nam đến gần đảo Bougainville để tránhngập lụt ven bờ biển Hai hòn đảo không có dân cư, Tebua Tarawa và Abanuea,trên đảo thái bình dương ở Kiribati, đã bị biến mất dưới sóng biển vào năm1999

The Pacific Ocean is also slowly inundating Tuvalu, the world's fourth-smallestcountry, consisting of six coral atolls and three limestone reefs in the SouthPacific, 600 miles north of Fiji Every year, the sea creeps further inlandcontaminating groundwater and rising toward the surface, killing crops Duringhurricanes, waves wash across the entire nation, leaving only a few tall buildingsstanding above the angry sea, like apparitions in a Melanesian legend

Biển Thái Bình Dương cũng bị tràn ngập Tuvalu, một trong 4 hòn đảo nhỏ nhấttrên thế giới, bao gôm sáu đảo san hô và ba tầng đá vôi ngầm ở phía nam đảo,

600 dặm phía Bắc của Fiji Hàng năm, đá lở sâu hơn vào vùng đất liền làmnhiễm bẩn nước ngầm và dâng lên tầng mặt gây chết cầy trồng Trong thời gianbão, những cơn sóng cuốn đi những hòn đảo, để lại một vài hòn đảo cao lênhứng chịu sự giẫn giũ của biển, như sự xuất hiện của ma quỷ trong truyền thuyếtngười Melanedi

The coastal city of New Orleans experienced severe flooding and damage duringHurricane Katrina in September 2005, as described in Chapter 11 and Chapter

19 Much of the adjacent Gulf Coast suffered similar damage in the same storm

Thành phố dọc bờ biển ở New Orleans có kinh nghiệm đối phó những lụt lội dữdội và hư hại trong cơn bão Katrina vào tháng 9 năm 2005, được mô tả ởchương 11 và chương 19 Hầu hết những vịnh ven biển trải qua những tác hạigiống nhau ở cùng một cơn bão.

About 60 percent of the world's human population lives within 100 kilometers ofthe coast One million people live on low coral islands, and many millions morelive on low-lying coastal land vulnerable to coastal flooding At risk are not justindividuals and villages but unique human cultures Faced with changing coastalenvironments, these people are threatened with forced abandonment of theirnations

Khoảng 60% của dân số thế giới sống trong vòng 100km trên bờ biển Một triệungười sống trên những đảo san hô thấp, và hàng triệu người sống ở vùng đấtthấp dễ bị tổn thương ven biển đến vùng đất ngập nước dọc bờ biển Sự nguyhiểm khồng chỉ là những cá nhân và những làng mà còn những nền văn hóa duynhất của con người Đối mặt với những thách thức về môi trường dọc bò biển,những con người này đươc cảnh báo trước với sự tác động mạnh mẽ tới nhữngquốc gia của họ

Just as the UN report attributes the drowning of Lateu village on Tegua to risingsea level caused by global warming, the residents of Tuvalu claim that rising sealevel caused by global warming is drowning their islands They are preparing tosue the industrial nations of the world for emitting the carbon dioxide that theyclaim is responsible for their national disaster Similarly, popular media coveragehas linked damage along the American Gulf Coast to sea-level rise induced byglobal warming However, many geologists and oceanographers argue that otherfactors such as crustal subsidence, described in Chapter 15, may be responsiblefor the submergence of these Pacific Island nations and coastal regions of theUnited States

Chỉ khi tổ chức liên hợp quốc đưa ra những căn cứ làm ngập lụt của làng Lateutrên đảo Tegua liên quan đến việc dâng lên mực nước biển do sự ấm lên toàncầu, những cư dân ở Tuvalu khẳng định rằng mực nước biển dâng gây sự ngậplụt trên những hòn đảo nguyên nhân do sự ấm lên toàn cầu Họ đang chuẩn bịkiên những nước công nghiệp trên thế giới do thải ra khí C02 và họ đòi bồithường về những nguyên nhân gây ra những thảm họa trên quốc gia của họ.Cũng tương tự như vậy, những tin tức thông tin đại chúng đã khâu nối nhữngthiệt hại dọc theo bò biển nước Mỹ tới sự dâng lên mực nước biển gây ra bởi khíhậu toàn cầu ấm lên Tuy nhiên, các nhà địa chất và hải dương học tranh cãirằng những nhân tố khác như sự sụt lún, được miêu tả ở chương 15, có thể lànguyên nhân cho viếc ngập lụt của những quốc gia trên đảo Thái Bình Dương vànhững vùng dọc bờ biển nước Mỹ

Regardless of the cause, the image of an entire country disappearing beneaththe sea, or a great seaport city being ravaged by a hurricane, is receivingconsiderable media attention For many people, it is disturbing that solid landshould sink beneath the waves or that a modern city was defenseless against asea storm Yet geologists know that continents and islands have risen from thesea and sunk back beneath the waves throughout Earth's history In this chapter,

we will continue studying Earth's oceans and the processes that form, shape, ordestroy islands and coastlines

Bất chấp những nguyên nhân, hình ảnh về một quốc gia hoàn toàn biến mấtdưới mực nước biển, hay thành phố cảng lớn bị tàn phá bởi những cơn bão,đang được chú ý bởi thông tin đại chúng Đối với rât nhiều người, sự lo âu vềnhững lớp đất rắn hạ thấp hơn so với cơn sóng hay thành phố hiện đại có thểchống đỡ với những cơn bão ở biển tuy nhiên các nhà địa chất nhận thấy rằngcác lục địa và những hòn đảo nhô cao hơn mực nước biển và chìm sâu phíadưới những cơn sóng xuyên suốt lịch sử của trái đất Trong chương này, chúng

ta tiếp tục nghiên cứu đại dương trên trái đất và quá trình hình thành, hình dạnghay sự tàn phá các hòn đảo và bờ biển

The seashore is an attractive place to live or visit Because the ocean moderatestemperature, coastal regions are cooler in summer and warmer in winter thancontinental interiors are Vacationers and residents sail, swim, surf, and fishalong the shore In addition, the sea provides both food and transportation Forall of these reasons, coastlines have become heavily urbanized andindustrialized However, coastlines are among the most geologically activeenvironments on Earth Sea level rises and falls, flooding shallow parts ofcontinents and stranding beaches high above sea level Regions of continentalcrust also rise and sink, with similar results to those caused by fluctuating sealevel Rivers deposit great quantities of sand and mud on coastal deltas Wavesand currents erode beaches and transport sand along hundreds or eventhousands of kilometers of shoreline Converging tectonic plates buckle coastalregions, creating mountain ranges, earthquakes, and volcanic eruptions

Bờ biển là một nơi cuốn hút để sống và du lich Bởi vì đại dương điều hòa nhiệt

độ, vùng ven biển khí hậu mát mẻ hơn về mùa hè và ấm hơn về mùa đông sovới bên trong lục địa Những người đi nghỉ hay những cư dân du lịch băngthuyên buôm, bơi lội, lướt sóng và câu cá dọc theo bờ biển Hơn nữa biển cungcấp cả thức ăn và phương tiên vận chuyển Với tất cả những lý do này, bờ biểntrở thành một vùng đô thị hóa và công nghiệp hóa mạnh mẽ Tuy nhiên, bờ biểnđược bao quanh bởi môi trường hoạt động đia chất mạnh mẽ nhât trên trái đất.Mực nước biển dâng lên và hạ xuống, những phần lụt lội nông trên lục địa vànhững bờ biển với mực nước biển cao Số lượng lớn các chất bổi lăng trên sông

là cát và bùn ở vùng ven sông Sóng và sự xói mòn theo dòng nước trên các bãibiển và vận chuyển cát dọc theo hàng trăm hay thậm chí hàng nghìn kilomet dải

đất ven bờ Những phiến đá được cấu tạo giống nhau ở vùng ven biển, tạo nênnhững dãy núi, động đất và sự phun trào của nui lửa.

16.1.

Geography of the Oceans

All of Earth's oceans are connected, and water flows from one to another, so inone sense Earth has just one global ocean However, several distinct oceanbasins exist within the global ocean (<» Figure 16.1) The largest and deepest isthe Pacific It covers one-third of Earth's surface, more than all land combined,and contains more than half of the world's water The Atlantic Ocean has abouthalf the surface area of the Pacific The Indian Ocean is slightly smaller than theAtlantic The Arctic Ocean surrounds the North Pole and extends southward tothe shores of North America, Europe, and Asia Therefore, it is bounded by land,with only a few straits and channels connecting it to the Atlantic and PacificOceans The surface of the Arctic Ocean freezes in winter, and parts of it melt for

a few months during summer and early fall (<» Figure 16.2) The AntarcticOcean, feared by sailors for its cold and ferocious winds, has no sharp northernboundary The northernmost limit of the Antarctic Ocean is the zone where warmcurrents from the north converge with cold Antarctic water

Tất cả các biển trên trái đất được liên kết với nhau, và nước chảy từ vùng nàyđến vùng khác, vì vậy trên trái đất có một đại dương bao trùm Tuy nhiên, cónhiều biển nhỏ riêng biệt tồn tai bên trong lòng đại dương (Hình 16.1) Sâu nhất

và rộng nhất là biển Thái Bình Dương Nó bao phủ 1/3 bề mặt trái đất, lớn hơntất cả các vùng đất gộp vào, và chứa đựng hơn một nửa lượng nước trên thếgiới Biển Đại Tây Dương chỉ bằng một nửa bề mặt của biển Thái Bình Dương

Ấn Độ Dương nhỏ hơn không đáng kể so với Đại Tây Dương Bắc Băng Dươngbao quanh cực bắc và mở rộng về phía nam tới bờ biển Bắc Mỹ, Châu Âu vàChâu Á Chính bởi thế, nó bị giới hạn bởi các vùng đất, với chỉ một phần nhỏ các

eo biên và những kênh rạch nối nó với biển Đại Tây Dương và Thái BìnhDương Bề mặt của biển Bắc Băng Dương là băng vào mùa đông và một phânđược tan ra trong một vài tháng của mùa hè và chớm thu (hình 16.2) Biển ởnam cực, nỗi sợ hãi của những thủy thủ vì sự lạnh lẽo và những dợt gió dữ dội,không có ranh giới rõ rang ở phía bắc Giới hạn cực bắc của nam cực là vùngnơi mà vùng nước ấm từ phía bắc đổ về kết hợp với nước lạnh ở Nam cực16.2

Salinity (Độ mặn)

The salinity of seawater is the total quantity of dissolved salts, expressed as a

percentage In this case, the term salts refers to all dissolved ions, not only

sodium and chloride Dissolved ions make up about 3.5 percent of the weight ofocean water The six ions listed in <» Figure 16.3 make up 99 percent of theocean's dissolved material However, almost every other element found on land

is also found dissolved in seawater, albeit in trace amounts For example,seawater contains about 0.000000004 (4 x 10-9) percent gold Although theconcentration is small, the oceans are large and therefore contain a lot of gold.About 4.4 kilograms of gold are dissolved in each cubic kilometer of seawater.Because the oceans contain about 1.3 billion cubic kilometers of water, about 5.7billion kilograms of gold exist in the oceans Unfortunately, it would be hopelesslyexpensive to extract even a small portion of this amount

Độ mặn của nước biển là tổng số lượng muối được hòa tan, được biểu diễn như

tỷ lệ phần trăm Trong trường hợp này, giới hạn muối là tất cả các ion hòa tan,không chỉ có Natri và Clo Các ion hòa tan chiếm khoảng 3.5% của trọng lượngnước biển Sáu ion được liệt kê trong hình 16.3 chiếm 99% của các chất hòa tantrong nước biển Tuy nhiên, hầu hết các nhân tố khác được tìm thấy trong đấtcũng được hòa tan trông nước biển, mặc dù số lượng rất nhỏ Ví dụ, nước biểnbao gồm khoảng 0.000000004 (4 x 10-9)% vàng Thậm chí nồng độ rât nhỏ, đạidương thì lớn vì vậy có chứa rất nhiều vàng Khoảng 4.4kg vàng được hòa tantrong một km3 nước biển Bởi vì đại dương chứa khoảng 1.3 tỷ m3 nước, khoảng5.7 tỷ kg vàng tồn tại ở trong long đại dương Không may mắn, nó có thể là xahoa trong tuyệt vọng để thậm chí triết một phần rất nhỏ của lượng vàng này

In addition to trace elements and salts, seawater also contains dissolved gases,especially carbon dioxide and oxygen These dissolved gases exchange freelyand continuously with the atmosphere If the atmospheric concentration ofcarbon dioxide or oxygen rises, much of the gas quickly dissolves into seawater;

if the atmospheric concentration of a gas falls, that gas exsolves (comes out ofsolution) from the sea and enters the atmosphere Thus, the seas bufferatmospheric concentrations of gases The capacity of seawater to absorb carbondioxide from the atmosphere has a profound effect on the concentration of thisgreenhouse gas in the atmosphere, and therefore is an important factor in globalclimate and climate change These processes are discussed in detail in Chapter

21 Oxygen dissolved in seawater is critical to most forms of marine life, whichrequire oxygen for survive

Thêm vào các nguyên tố vi lượng và muối, nước biển cũng bao gồm các khí hòatan, đặc biệt là C02 và O2 Những khí hòa tan này tương tác tự do và liên tục vớibầu khí quyển Nếu nồng độ không khí bao gồm C02 và 02 tăng, hầu hết khí hòa

tan nhanh chóng vào nước biển, nếu nồng độ không khí của khí giảm, khí đóthoát ra (giải phóng ra từ dung dịch) từ nước biển và đi vào khí quyển Như vậy,biển là tầng đệm nồng độ không khí của các chất khí Sức chứa của nước biển

để hấp thu C02 từ không khí có ảnh hưởng mạnh mẽ đến nồng độ của khí nhàkính trong khí quyển và vì thế nó là một nhân tố quan trọng đối với khi hậu toàncầu và sự thay đổi thời tiết Những quá trình này được thảo luận chi tiết trongchương 21 Oxy hòa tan trong nước biển quyết định phần lớn các hình thái sốngven biển mà yêu cầu oxy cho sự sống

Although the average salinity of the oceans is 3.5 percent, it variesgeographically High rainfall near the equator dilutes salinity to 3.45 percent.Conversely, in dry subtropical regions, where evaporation is high andprecipitation low, salinity can be as high as 3.6 percent (~ Figure 16.4) Salinityvaries more dramatically along coastlines The Baltic Sea (~ Figure 16.1) is ashallow ocean basin fed by many large, freshwater rivers and diluted further byrain and snow As a result, its salinity is as low as 2.0 percent In contrast, thePersian Gulf has low rainfall; high evaporation; and few large, inflowing rivers; itssalinity exceeds 4.2 percent

Mặc dù độ mặn trung bình của đại dương là 3.5%, có biến đổi về phương diệnđịa lý Mưa lớn gần xích đạo pha loãng đọ mặn xuống còn 3.45% Ngược lại,trong những vùng cận nhiệt đới khô, nơi lượng bốc hơi cao và lượng mưa thấp,

đô mặn có thể cao lên tới 3.6% (Hình 16.4) Độ mặn thay đổi đột ngột hơn nữadọc theo bờ biển Biển Ban-tích (Hình 16.1) là một vùng biển nông được nuôidưỡng bởi nhiều con sông chứa nước ngọt và bị pha loãng nhiều bởi mưa vàtuyết Kết quả là, độ mặn chỉ là 2.0% Trái ngược lại, Vịnh Ba tư có lượng mưathấp, bôc hơi lớn, và few large, dòng chảy vào bên trong thấp, độ mặn của nóvượt quá 4.2%

The world's rivers carry more than 2.5 billion tons of dissolved salts to the oceansevery year Underwater volcanoes contribute additional dissolved ions.However, the salinity of the oceans has been relatively constant throughout much

of geologic time because salt has been removed from seawater at the same rate

at which it has been added When a portion of a marine basin becomes cut offfrom the open oceans, the water evaporates, precipitating thick sedimentarybeds of salt Additionally, large amounts of salt become incorporated into shaleand other sedimentary rocks

Hàng năng những dòng sông trên thế giới vận chuyển hơn 2 tỷ tấn muối hòa tantới đại dương Nứi lửa dưới mặt nước cung cấp thêm những ion hòa tan Tuynhiên đô mặn của đại dương có sự ổn định tương đối xuyên suốt hầu hết thờigian hình thành địa chất bởi vì muối đã được lấy ra từ nước biển cùng một tỷ lệtại nơi nó được thêm vào Khi phần của một vịnh gần biển giới hạn bởi đạidương mênh mông, nước bay hơi, kết tủa những lớp đá biến chất dày chứa