海水與洋殼的時(shí)間差

全球公認(rèn)的四大洋包括太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。盡管學(xué)術(shù)界對南冰洋的界定曾有爭議，但因其擁有獨(dú)立的洋流系統(tǒng)，2021年6月，美國國家地理學(xué)會正式將其列為第五大洋。此外，海洋系統(tǒng)還涵蓋渤海、黃海、東海、南海、紅海、黑海等邊緣海（位于大陸邊緣，以半島、島嶼或群島與大洋分隔，但水體交換通暢的海域），以及地中海、波羅的海等陸間海（夾于大陸之間的海域）。那么，這些海洋的“年齡”究竟幾何？我們又如何測定它們的“年齡”呢？

事實(shí)上，海洋的“年齡”是一個(gè)復(fù)合概念。若將海洋比作生命體，海水便如同流動(dòng)的血液，而海底洋殼則似支撐的骨骼。從胚胎發(fā)育的視角看，血液與骨骼的生長并不同步，兩者形成時(shí)間可能相差數(shù)日甚至數(shù)周。而海水與洋殼的誕生時(shí)差，則可能長達(dá)上千萬年。

海水是“活”的

科學(xué)界普遍認(rèn)為，在地球形成初期，原始海水便已誕生。地球的“年齡”約為45億年，因此理論上原始海水的“年齡”也應(yīng)接近這一數(shù)值。

但事實(shí)上，現(xiàn)代海水并非靜止不變。通過全球性流動(dòng)、蒸發(fā)、滲透等過程，海水持續(xù)與大氣圈、巖石圈進(jìn)行物質(zhì)交換?，F(xiàn)代科學(xué)定義的海水“年齡”，實(shí)指水團(tuán)在特定海洋深層的滯留時(shí)間。

大洋傳送帶

“大洋傳送帶”（即溫鹽環(huán)流，是由溫度和鹽度差異驅(qū)動(dòng)的全球尺度海洋環(huán)流系統(tǒng)，它在全球熱量、鹽分等傳輸方面起著關(guān)鍵作用，對地球氣候調(diào)節(jié)意義重大）證實(shí)，海水實(shí)際是相通的。海水中含有的碳-14可以被充分利用，從而測定海水的“年齡”。

世界各大洋的“年齡”相差

研究人員采集了世界各大洋海下3000米處的海水，利用碳-14方法測定海水“年齡”，發(fā)現(xiàn)了這條大洋傳送帶的身影：北大西洋海水最年輕，只有幾百歲；南大洋和印度洋有1000多歲；待到流入北太平洋，海水步入“老年”階段，達(dá)到2000多歲高齡。

世界各大洋的“年齡”相差較大，而邊緣海和陸間海的海水受到河流、降水等影響，海水“年齡”更小。例如：渤海海水的平均“年齡”只有1810天，距離岸邊越遠(yuǎn)，海水“年齡”越大；南海與太平洋海水的通道只有巴士海峽，這就造成南海海水周轉(zhuǎn)的時(shí)間為30～50年。

海底是“動(dòng)”的

討論完海水的“年齡”，那現(xiàn)在裝著海水的“盆”——大洋盆地，是什么時(shí)間形成的呢？

洋中脊：大洋的誕生地

世界大洋洋底分布著一條總長度約8萬千米的環(huán)球性山系。它隆起于洋底中部，呈線狀延伸，并貫穿整個(gè)世界大洋，被稱為洋中脊。洋中脊是現(xiàn)代地殼最有活力的地帶，火山活動(dòng)、巖漿上升、地震、水平斷裂等地質(zhì)活動(dòng)頻繁。可以說，洋中脊的活動(dòng)直接促成了大洋盆地的形成和演變。

大洋盆地的“出生時(shí)間”

根據(jù)板塊構(gòu)造理論，世界上的大洋最早形成于約2億年前，不同板塊的擠壓和擴(kuò)張?jiān)炀土瞬煌拇笱笈璧?。例如：太平洋和北冰洋形成于約2億年前，大西洋形成于約1.8億年前，印度洋形成于約1.4億年前。這些大洋的形成年代，與洋中脊的擴(kuò)張活動(dòng)在時(shí)間上高度吻合。

邊緣海的“盆”

邊緣海的“盆”的形成時(shí)間則各不相同，因?yàn)樗鼈兊男纬蓹C(jī)制更為復(fù)雜，可能受到板塊碰撞、拉伸、海平面變化等多種因素的影響。例如：渤海形成于約1.6億年前的侏羅紀(jì)晚期，東海形成于約8000萬年前的白堊紀(jì)晚期，南海形成于約3200萬年前，黃海則形成于80萬年前的第四紀(jì)海平面上升期；地中海形成于2億年前，是世界上最古老的陸間海；紅海則形成于300萬年前。

大洋盆地的形成時(shí)間與海洋的誕生時(shí)間密切相關(guān)，但并不完全等同。作為容納海水的構(gòu)造洼地，大洋盆地是大洋的物理載體，它的出現(xiàn)標(biāo)志著大洋進(jìn)入了演化的初始階段。

海洋的“年齡”并非一個(gè)簡單的數(shù)字，需從海水的流動(dòng)、海底的形成以及地質(zhì)歷史的演變等多個(gè)角度去解讀。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們對海洋的認(rèn)識將更加深入，但海洋作為一個(gè)復(fù)雜的地球系統(tǒng)，其研究仍需持續(xù)探索和努力。

知識拓展

測年方法有哪些？

地質(zhì)年代學(xué)家利用放射性元素的特征與巖石物理性質(zhì)差異，將測年方法分為放射性同位素定年法和物理年代學(xué)方法。前者，通過放射性元素隨時(shí)間衰變的規(guī)律進(jìn)行定年；后者，則通過測量樣品的某些物理性質(zhì)（如熱釋光、電子自旋共振信號等）隨時(shí)間累積的變化來推算“年齡”。

以物理年代學(xué)方法中的古地磁測年法為例，億萬年中，地球南北磁極曾多次翻轉(zhuǎn)，強(qiáng)度亦持續(xù)波動(dòng)，巖漿冷卻形成的巖石會記錄當(dāng)時(shí)的地磁信息，科學(xué)家通過測量巖石中保留的“化石磁性”（天然剩磁）就能推算它們的“年齡”。

（責(zé)任編輯 / 高琳" 美術(shù)編輯 / 周游）