3千万亿吨！马里亚纳海沟正大量吞入海水，为何海平面还没下降？

　　综述
　　随着全球变暖两极冰川融化，在可以预计的近百年内，人类可能会因为海平面升高失去不少沿海城市。
　　不过到现在还是有人对海平面是否上升这个问题感到疑惑，因为海洋并不只是一味地海纳百川，在海洋深处，还有一种巨大的力量把海水吞入地幔，速度达到了每百万年3千万亿吨。
　　而这种现象已经在地球上存在了数十亿年了，那么问题来了，为什么海平面非但没有下降，如今还在不停上涨呢？
　　Tips：研究表明，近百年来全球海平面已上升了10~20厘米，并且未来还有加速上升的趋势。地球正在吞入大量海水
　　想要说明白为什么地球正在吞噬海水，时间还得回到19世纪。因为博物学的发展，英国开始把更多的目光放在海洋生物和地貌的探索之上。
　　1872年12月，一艘由军舰改装而成的科考船踏上了探索世界各大洋的旅程。这就是英国皇家挑战者号。
　　在历时三年的探索之中，挑战者号科考船发现了4000多种海洋生物，进行了492次深海探通。
　　Tips：挑战者号是世界上最早的，长68米，2306吨，靠风帆和蒸汽机推进。曾于1872年12月7日 1876年5月26日，组织了 ＂＂号进行在大西洋、太平洋和印度洋历时3年5个月的环球海洋考察。
　　人类第一次知道，原来看起来平静的海面下，还有无数山脉和峡谷。因为这时技术还比较落后，挑战者号用的是系重物的绳子来判断海底深度，为此，他们准备了一条长8000米的绳子。这个高度接近珠穆朗玛峰，用来探索海底应该是绰绰有余了。
　　但让科考队没有想到的是，让他们在马里亚纳群岛附近勘察的时候却发现，这里有一个深不见底的海底峡谷，就算把绳子全部放光，重物依旧没有触底的迹象。这条峡谷因此被他们命名为挑战者深渊。
　　Tips：马里亚纳群岛位于北纬12 21 ，东经144 146 ，总长1565英里，总面积396平方英里。包括关岛、、和等16个和附近一些（只有8个岛有常住人口）。
　　到了后来，海洋调查船动用探测声呐等各种方法，终于测出了挑战者深渊的平均深度，大概为10900米。它之所以会形成，是因为太平洋板块在这里俯冲进菲律宾海板块下形成的。
　　2015年，美国国家海洋大气局于俄勒冈州立大学展开联合调查，它们在水深为10971米的挑战者深渊内，部署了一些水声侦听器，这种装置可以记录10到32000赫兹内的海底震动。
　　主要目的有三个，一是调查人类船舶制造的噪音，会不会影响到深海的生物，二是调查鲸鱼等海洋生物发出的声波，三是调查深海中的未知自然声源。
　　Tips：声呐探测是利用水中声波对水下目标进行探测，广泛用于鱼雷制导、水雷引信，以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、、水文测量和海底地质地貌的勘测等。
　　原本按照计划，研究人员在7月部署好侦听器之后，会在23天后被回收。但是由于船期和台风的影响，团队到了11月才将探测器回收。结果，延长的探测时间，却让团队因祸得福。
　　水声侦听器捕获到了很多噪音源，不但发现船舶螺旋桨发出的声音竟然可以到达海洋的最深处，其他生物和风暴等自然现象也让深海之中充满了各种噪音。
　　不过除此之外，研究团队还发现了一些低频噪音，主要来自于海底的地质活动，比如说海底地震或者海底火山喷发导致的噪音。而有一种低频噪音持续时间很长，却无法判定到底是哪种地质活动。
　　Tips：全世界的活火山有500多座，其中在海底的近70座，即海底活火山约占全世界活火山数量的1/8。
　　这个问题2018年才被华盛顿大学的研究团队解开了谜底。他们在马里亚纳海沟底部部署了19台地震仪，记录了马里亚纳海沟一年来的地震和板块活动数据。
　　结果研究团队发现，人工制造的地震波的速度在地表以下30千米处速度开始减速。
　　经过模拟，研究人员断定，减速是因为这里存在着大量的海水。由于板块运动的原因，大量的海水会在板块错动时被带入地下，储存在地幔之中。
　　Tips：地幔温度非常高，而在热对流的作用下，地幔会发生缓慢移动，地幔移动就会带着地壳板块跟着一起生长和移动。
　　而2015年发现的神秘噪音，就是经过海水＂润滑＂之后的摩擦声。
　　其实在此之前，科学家就已经预料到，板块运动会导致海水进入地下，但这次探查表明，海水被吞噬的速度，是此前估计的4.5倍。
　　马里亚纳海沟正在以每百万年3000万亿吨的速度吞噬海水，换算下来平均每年为30亿吨。海沟吞噬海水意味着什么？
　　这项研究结果让不少学者忧心忡忡，尤其是身处马里亚纳海沟边缘的日本。海水在板块的俯冲运动中扮演了＂润滑剂＂的角色，这让太平洋板块更加快速的向地球深处俯冲。
　　因此有学者担心，太平洋板块有可能在未来加速运动，最终导致日本被拖入海沟之中完全沉没。
　　Tips：板块的俯冲作用指一板块沿汇聚板块边界向相邻板块下方潜入的过程。也指洋壳向地幔潜入的过程，而大洋板块的俯冲沿贝尼奥夫带广泛发生于环太平洋带。
　　这样的担心并无道理，在2011年的日本3.11大地震后的数据显示。在震后，日本整片区域都在向着太平洋方向偏移，其中宫城县已经偏移了6.4米，而其他区域偏移的距离也在5米的范围内。
　　如今地球正处在板块运动较为活跃的时期，越来越多的地震让太平洋板块更加脆弱。虽然有学者估计，日本沉入马里亚纳海沟至少还要上百万年，但谁也没法保证，这样的灾难在未来不会加速到来。
　　Tips：日本位于亚欧板块、太平洋板块、北美板块和菲律宾板块的交界处，并处于亚欧板块的东部，马里亚纳海沟距离日本本土最近距离只有200公里。
　　另外一个疑惑是，为什么海洋没有因为板块运动而被抽干呢？要知道，这次研究团队只是调查了世界上最深的海沟。而全世界一共有30条海沟，其中大型海沟17条，小的13条。这些海沟中，只要有版块的俯冲运动，就会向地幔中带去大量的海水。
　　如今的地球由15个板块构成，它们之间相互碰撞，形成了高山和沟壑 。而这种板块运动，已经在地球上持续了32亿年。为什么海平面一直保持在相对的高度，而且每逢温度升高，海平面还会有所上升呢？微妙的平衡
　　在过去，我们认为地球上的气候变化，是海洋气候和陆地气候相互影响造成的。在阳光和温室作用下，海洋表面会蒸发出大量的水蒸气，这些水蒸气随着大气运动进入陆地，通过降水的方式重新返回陆地，接着又汇入河流进入海洋，维持着微妙的平衡。
　　所以地球两极的冰盖一直被认为是调节海平面高度的主力军，只要两极冰盖加厚，海平面高度就会下降，如果冰盖全部融化，海平面就会上升66米，淹没大多数沿海城市。
　　Tips：冰盖又称大陆冰川，和为两个大冰盖。冰盖绝大部分分布在南极圈内，直径约4500千米，面积约1398万平方千米，约占面积的98%。
　　到了现在，学者也已经意识到，原来在海洋的动态平衡中，地质运动也在贡献着自己的力量 。进入地幔深处的海水并不会凭空消失，而是靠其他手段重新返回地表。第一种手段就是海底热泉。
　　这是一种在海底深处由于岩浆活动引发的喷泉，因为其中喷发出来的大多是高温水蒸气，所以看起来就像在海底的一个又一烟囱。因为其中还有大量的硫化物或者一些金属，所以烟柱的颜色各异，是海底的一大奇观。
　　这些海底热泉通常都出现在海沟边缘的山脉中，只要是有地壳张裂或者薄弱的地方，就会形成海底喷泉。而其中喷发的水蒸气，就是板桥运动中被吞噬的海水。
　　Tips：海底热泉又称海底热液，其形成的机理是海水沿裂谷张性断裂或裂隙渗入洋壳内部，受炽热的熔岩影响后与基底玄武岩发生反应，形成酸性、还原且富硫化物与成矿金属的热液，温度高达350 400 。
　　不过这只是地壳返还海水的手段之一，喷发量也不是很多。有些海底热泉只会持续几十年，然后进入休眠期。真正返还海水的主力军，其实是火山活动。
　　火山喷发会向天空中喷出大量的火山气体，其中主要成分有水蒸气、二氧化碳、二氧化化硫等物质，其中占比最大的是水蒸气，含量超过60% 。这么多的水，都是来自各类地幔岩层之中。
　　Tips：火山爆发时会将1000摄氏度以上的熔融状态物质喷发到地球表面，海水能够降低火山岩浆温度，但无法阻止火山喷发，因为火山的喷发原理是内部压强过大，而海水无法降低地球内部的压强。
　　不同的岩层，含水量各有不同。比如说地幔中的主要矿物，橄榄石的含水量约为0.02%。而整个地幔中的水含量高达1.48%。看起来很少却架不住量多，地球地幔的厚度平均在2800千米以上。
　　如此计算可以得出，海洋的总水量，其实只占全球总水量的6.6%，大量的水分，其实都储存在地幔之中。这一现象其实早就引起了学者的关注。在过去，学者一直在为一件事争论不休，那就是地球上的水都是哪里来的？
　　Tips：2018年《科学》杂志称科研人员在研究地表下数百公里喷出的天然钻石时，发现了一种奇特的结晶水＂冰七＂，它密度远大于普通水，必须在高压下生成，这证明在地表下600千米之下存在游离水。通过研究分析那些钻石，显示在地幔410千米-660千米转换带富含液态水。
　　这个看似荒唐的问题确实值得探讨。地球一开始并不是拥有丰富地表水的行星。在45亿年前，刚刚形成的地球还是一个岩浆四处泛滥的大火球。
　　高温让水无法在表面凝结，也不可能存在于地幔之中，而是以水蒸气的形式进入太空，在这之后的十多亿年间，地球一直都像现在的火星一样干旱。而之后，随着地壳冷却形成岩石圈，地球表面才出现了降雨，形成了海洋以及河流湖泊。这些水是怎么来的呢？
　　Tips：水是地球上最丰富的一种化合物。全球约有四分之三的面积覆盖着水，地球上的水总体积约有13亿8600万立方千米，淡水只有3500万立方千米左右。
　　对此学界分为两派，一派认为地球上的水就是来自地幔的，它们被火山活动带入大气，而随之喷发出的二氧化碳，让地球表面有了保温的功效，于是也有了降雨作用，让水蒸气以液态的形式留在了地球表面。不过这种说法现在看起来似乎是站不住脚了。
　　因为现在我们知道，地幔中的水，其实大多来自于海洋形成之后，由地壳板块运动和降水作用才带入地下的。既然是海洋形成之后的事，火山自然不会是海洋的起源。所以到现在，学界更多支持外来说。 地球上的水，大多是来自于地球之外
　　Tips：地下深处的岩浆中含有丰富的水，实验证明，压力为15千巴、温度为1万摄氏度的岩浆，可以溶解30%的水。火山口处的岩浆平均含水6%，有的可达12%。
　　外来说认为，地球上大部分水来自于彗星和陨石。其中彗星来自于太阳系寒冷的柯伊伯带，这里温度极低，连甲烷气体都会凝结成固体。
　　所以每当彗星进入内太阳系，都会被太阳加热，释放出大量的甲烷蒸汽，所以看起来像是拖着一条长长的尾巴。而这些彗星的含水量，一般在10%左右。经过数十亿年，它们把大量的水从遥远冰冷的柯伊伯带搬运到内太阳系，被地球的重力捕获，成为了地表水的源头之一。
　　而部分陨石，则会直接带着水分坠落到地球之上。其中水分含量最多的是球粒陨石，也就是我们常说的石陨石，它的含水量大约为6%，和地幔的含水量相当，所以被认为是地表水最大的来源。
　　Tips：1986年，当欧洲乔托号飞船访问哈雷彗星时，研究人员注意到其重水含量高于早期太阳系中地球气体的含量。出现了一个新理论：彗星本可以将水运到地球早期。
　　另外也有分析认为，太阳风中大量的氢离子也有可能在化学反应中变成水，最终落在地表。
　　所以说，虽然地壳运动一直在把水带入地幔，但是因为有火山和外来水源的支撑，所以地表上的水一直在保持一个动态平衡。
　　火山会以百万年，甚至上亿年的活动周期，把地幔下储存水喷发进大气之中，而外来的水也一直远远不得进入地球。而地球浓厚的大气层，也不至于让水蒸气逃逸到地球之外，如此构成了一个微妙的动态平衡。不过总的来说，地球上的水，总是越来越多的。
　　Tips：地球表面各种形式的水体是不断地相互转化的，水以气态，液态和固态的形式在陆地、海洋和大气间不断循环的过程就是水循环。结语
　　虽然从上面的结论来看，水作为生命之源，在地球上总是在增加的。但是也有一个事实摆在眼前，就是可以被我们利用的淡水却越来越少。因为目前地球的水循环正在逐渐失衡，地球升温让冰川加速融化，导致陆地淡水减少。
　　地球在数亿年的时间里，总是处于变化之中。陆地比现在干旱的时期多得是，如何应对地球的反复无常，可能是我们的子孙后代需要面对的最严峻的考验。