地中海與全球水循環(huán)

地中海與世界海洋的唯一連接，是通過(guò)歐洲和非洲之間的一個(gè)被稱(chēng)為直布羅陀海峽的狹窄水道。地中海隱藏著一個(gè)驚人的秘密：海底埋藏著大約2英里（1英里約為1.609公里）厚的鹽層。地中海海底的鹽層是數(shù)百萬(wàn)年前古地中海神秘消失的少數(shù)證據(jù)之一。一些科學(xué)家認(rèn)為整個(gè)地中海在遠(yuǎn)古的一段時(shí)間曾經(jīng)完全蒸發(fā)殆盡，就像今天的撒哈拉沙漠一樣干旱。

經(jīng)過(guò)數(shù)十年的研究，圍繞地中海消失的細(xì)節(jié)，以及重新注入地中海的水流是如何形成的，仍然是未解之謎。大約五百萬(wàn)年前，地中海重新被海水充滿，回填的洪水可能是地球歷史上最大的洪水。據(jù)估計(jì)，當(dāng)時(shí)回填洪水的流量大約是目前美國(guó)亞馬孫河流量的500倍。

西班牙地球科學(xué)研究所加西亞·卡斯泰拉諾斯說(shuō)：“這是一個(gè)令人震驚的事情。”他在《地球科學(xué)評(píng)論》上發(fā)表了關(guān)于地中海的最新研究。他的研究表明，如果沒(méi)有大西洋與地中海的連接，人類(lèi)早期就不可能有船只通過(guò)這條水道，沒(méi)有這些船只的通行，地中海文明也不會(huì)發(fā)生。今天，地中海已經(jīng)成為全球水循環(huán)的重要泵站，蒸發(fā)會(huì)導(dǎo)致地中海海水的含鹽量增加，這些鹽分進(jìn)入大西洋后將有助于驅(qū)動(dòng)地球海洋洋流循環(huán)系統(tǒng)的動(dòng)力輸送，而海洋的洋流系統(tǒng)對(duì)世界各地的氣溫、降雨及風(fēng)暴都會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。

布里斯托大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家雷切爾·弗萊克說(shuō)，隨著當(dāng)今全球氣溫繼續(xù)穩(wěn)步上升，地球兩極的冰蓋正在逐漸萎縮，弄清楚地球環(huán)流的形成過(guò)程非常重要。

永恒的洪水

如今，地中海的水分一直在蒸發(fā)，每年約有4英尺（1英尺為0.3048米）的水變成水蒸氣。蒸發(fā)這么多的水量，要維持地中海水位的穩(wěn)定，僅靠當(dāng)?shù)氐慕涤旰腿肓鞯暮铀蛔阋詽M足系統(tǒng)的需要。使地中海水體保持穩(wěn)定的唯一水源，就是來(lái)自相鄰大西洋的穩(wěn)定水流，該水流流經(jīng)西班牙和摩洛哥之間的狹窄通道，即直布羅陀海峽。

數(shù)百萬(wàn)年前，地中海和大西洋連接的地理板塊發(fā)生抬升運(yùn)動(dòng)，從而削弱了地中海和大西洋水體之間的重要聯(lián)系。雖然地中海與大西洋之間的板塊被抬升，但是，抬升的高度還不足以阻斷大西洋與地中海之間水的流通，但是這種轉(zhuǎn)變切斷了沿地中海底部流向大西洋的濃鹽水的流路。大約六百萬(wàn)年前，鹽分開(kāi)始在地中海中堆積起來(lái)，地中海中堆積的鹽分，足以使全世界77億人口每人分得一個(gè)近50個(gè)金字塔體積所容納的鹽量。

一些研究者認(rèn)為，該地區(qū)在大洪水發(fā)生前幾乎已經(jīng)干枯，只剩下一個(gè)海綿狀的盆地，比目前的海平面低了超過(guò)1英里。空蕩而干旱的盆地和浩瀚的大西洋之間只有一小塊陸地，就是今天直布羅陀海峽所在的狹小地狹。大約530萬(wàn)年前，一場(chǎng)大洪水導(dǎo)致了狹小地狹的決口，從而形成直布羅陀海峽，重新將干旱的地中海盆地與大西洋連接了起來(lái)。但是正如人們對(duì)地中海當(dāng)時(shí)的干旱程度爭(zhēng)論不休一樣，人們對(duì)當(dāng)時(shí)洪水的規(guī)模也不確定。由于缺乏證據(jù)，加西亞·卡斯泰拉諾斯和他的團(tuán)隊(duì)想知道一個(gè)空的地中海盆地注滿水需要多長(zhǎng)時(shí)間。根據(jù)他們?cè)?009年的研究模型，地狹的決口可能開(kāi)始于從大西洋一側(cè)向地中海的滲水，有點(diǎn)類(lèi)似于現(xiàn)代堤壩的垮壩過(guò)程，侵蝕最終造成了地狹的決口，最終形成今天的直布羅陀海峽。

隨著水流進(jìn)入地中海，湍急的水流對(duì)所經(jīng)過(guò)的地方進(jìn)行了強(qiáng)烈的沖刷，加深加寬的水路允許更多的水通過(guò)。在高峰期，流量可能以每秒1億立方米的速度迅速通過(guò)，在兩年或更短的時(shí)間內(nèi)充滿了整個(gè)地中海。這樣的事件將會(huì)沖積出至少4億個(gè)奧林匹克游泳池大小的沉積物，洪水塑造出一條穿越直布羅陀海峽的通道，并形成一條延伸到海底的峽谷。哥倫比亞大學(xué)的海洋地質(zhì)學(xué)家威廉·賴(lài)安說(shuō)：“這些水的流速當(dāng)時(shí)就像是從救火水閥中噴出的水一樣快速。”

災(zāi)難性的事件改變了整個(gè)地區(qū)的狀態(tài)，不僅導(dǎo)致大西洋的海水噴涌而入，而且還沖走了沿途的大塊的巖石、沙子和其他物體。 “當(dāng)河流擁有如此大量的能量時(shí)，它對(duì)沉積物的影響并不是朝著某個(gè)方面的整體移動(dòng)，因?yàn)樾☆w的泥沙會(huì)在強(qiáng)大水流的沖擊下從底部彈起。”亞利桑那大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家，特大洪水專(zhuān)家維克托·貝克說(shuō)，“水流沿途的一切物質(zhì)都陷入混亂中，處于高度的不確定性狀態(tài)?！?/p>

史前奧秘

19世紀(jì)的地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為沒(méi)有可能發(fā)生如此大規(guī)模的洪水。他們需要現(xiàn)代過(guò)程的證據(jù)來(lái)證明可能發(fā)生的古代事件。貝克說(shuō)：“問(wèn)題是，大洪水很少發(fā)生?！币陨涎芯咳藛T所描述的地中海史前大洪水，其發(fā)生的稀少程度有點(diǎn)類(lèi)似于那場(chǎng)導(dǎo)致恐龍滅絕的小行星撞擊地球。

科學(xué)家最早是在20世紀(jì)50年代開(kāi)始研究地中海的歷史的，當(dāng)時(shí)人們?cè)诘刂泻５暮０渡习l(fā)現(xiàn)了鹽礦，這些鹽礦暗示著當(dāng)?shù)卦诠糯且黄u水。在20世紀(jì)70年代，有研究人員從地中海的海底鉆出巖心，使人們終于可以將目光投向海洋的遠(yuǎn)古時(shí)代。研究人員說(shuō)，在鹽的上層發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似于泥灘表面破裂的特征，這些特征被埋在鹽的上層中，這暗示著水不一定總是在上面。但是究竟有多少地中海的水消失了，以及持續(xù)了多長(zhǎng)時(shí)間，仍然引起了激烈的爭(zhēng)論。

多年以來(lái)，許多研究人員將自己的研究投向這片令人費(fèi)解的水域中，隨著越來(lái)越多的證據(jù)出現(xiàn)，情況似乎變得更加復(fù)雜。荷蘭烏得勒支大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家說(shuō)，在盆地中發(fā)現(xiàn)小動(dòng)物的化石表明，在地中海即將重新連接到大西洋之前，地中海幾乎是充滿水的。也許在洪水席卷該地區(qū)之前，該地區(qū)不是干旱的沙漠，而是不斷收縮的海洋。

加西亞·卡斯泰拉諾斯和其團(tuán)隊(duì)努力解決的主要問(wèn)題之一是，所有沉積物都去了哪里？沉積物散布在整個(gè)地中海盆地中，但是沉積物早在人類(lèi)首次涉足該地區(qū)之前就已經(jīng)沉積，現(xiàn)在被埋在海底之下。

為了發(fā)現(xiàn)古代線索，研究人員使用了類(lèi)似于地質(zhì)超聲波的方法，將振動(dòng)波從船上發(fā)送到地中海底部，并測(cè)量回波。在將西部和東部盆地分開(kāi)的邊界東部發(fā)現(xiàn)了一塊可能由洪水沉積的巖石和沙子。通過(guò)查看舊有的地質(zhì)數(shù)據(jù)，加西亞·卡斯泰拉諾斯和同事們認(rèn)為他們發(fā)現(xiàn)了另一種沉積物，形式是巖石尾礦，延伸到海底火山后面。 加西亞說(shuō)，雖然沉積物的發(fā)現(xiàn)令人著迷，但尚未進(jìn)行采樣，因此科學(xué)家不知道它們何時(shí)形成。