峡湾是一种细长、深邃、狭窄且两侧陡峭的海洋入口,通常是由于冰川山谷的侵蚀而形成。挪威语中的“峡湾”一词源自古北欧语中的“fjoror”,意为“用于通行和摆渡的湖泊状水体”。世界上许多国家和地区包括挪威、丹麦、加拿大、美国、格陵兰岛、新西兰、俄罗斯、南极洲和英国的海岸线上都可以见到壮观的峡湾。
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01 峡湾地理特征
峡湾是位于U形山谷中的一种地形,由三面陡峭的岩壁环绕,第四面则通向大海,被称为峡湾的入口。峡湾汇聚了来自海洋的咸水,并通过上游河流、冰川融水和降雨排入淡水。由于其陡峭的侧面,峡湾可以达到极端的深度,如挪威的松恩峡湾深达4290英尺,智利的梅西耶运河深达4167英尺,延伸数千英尺低于海平面。这些淹没的山谷深度是由它们冰川的起源所决定的。峡湾最显著的特征是其长度远远大于宽度,这种狭长的自然环境证明了峡湾向内陆延伸的程度。需要注意的是,如果入口远比长度宽阔,就被认为是海湾而非峡湾。
02 峡湾的分布和分类
峡湾通常位于北半球和南半球的中纬度和高纬度山区,大部分位于北半球。这些峡湾形成于冰河时期,当时地球上的一半被冰川覆盖,导致许多山谷冰川向下延伸至较低的海平面。主要的峡湾分布在挪威的西海岸、从普吉特海湾延伸到阿拉斯加的北美西海岸、南美洲的西部和西南海岸以及新西兰的西南海岸。此外,在加拿大的不列颠哥伦比亚省、魁北克省、努纳武特、纽芬兰和拉布拉多、俄罗斯的堪察加半岛和新地岛、丹麦的法罗群岛、南极、格陵兰岛、凯尔盖伦群岛、苏格兰、塔斯马尼亚和南乔治亚岛等地方也可以观察到峡湾的存在。
峡湾可根据多种参数进行分类,如气候状况、冰川状况和其他环境因素。根据气候状况而言,峡湾可以分为不同类型,包括极地、亚极地和温带。极地峡湾位于格陵兰岛东部和北部、加拿大北部以及南极洲的一些地区。这些峡湾几乎全年被海冰或冰架覆盖,并且拥有常驻的冰川。它们的沉积物主要来自冰川床、冰山和冰川河流。亚极地峡湾位于格陵兰岛西部、斯瓦尔巴群岛、加拿大北极以及南极半岛地区。这些峡湾的主要沉积物来源包括陆地河流、冰下融水径流、冰山及冰下物质。阿拉斯加、挪威、冰岛、苏格兰、智利和新西兰均有未被冰川覆盖的温带峡湾。
03 峡湾的形成
峡湾是冰川侵蚀的产物,地质异质性和下伏基岩的结构变化也有助于峡湾的形成。据信,在冰期前的山谷中形成的大量冰川,通过冰的侵蚀和比海平面低的相邻基岩,切割出了山谷的底部。这些冰川融化后,山谷被海水淹没,形成了峡湾。冰川在前方留下了由砾石和沙子组成的冰碛沉积,形成了水下的“海门限值”。峡湾口的浅门限值使得峡湾比海洋更为安静,而在上、中部则更为深。这是因为靠近源头的冰川侵蚀力更强,并具有更剧烈的运动。峡湾相对较浅的门限值导致底部出现富含硫化氢的死水。
04 峡湾的特征和变化
峡湾是由地质作用形成的地形特征,通常是在海岸线附近的狭窄而深的水道。峡湾的地质特征包括由冰川、河流或海浪侵蚀而成的陡峭岩壁、悬崖和海床地貌。一些峡湾还可能是由火山喷发或板块运动形成的。
峡湾的地质变化受到多种因素的影响,包括海平面上升、板块运动、地震和风化侵蚀等。地球科学家们也在研究峡湾的地质变化对环境和生态系统的影响,以及这些地质变化对于气候演变的影响。
总的来说, 峡湾的地质特征和变化是一个复杂而多样化的领域,对我们理解地球演化和环境变化有着重要的意义。
1)水文
据报道,峡湾在夏季会有大量的淡水流入,与海水混合形成微咸水,并使其表面略高于海洋水平。由于地表高度的差异,上层微咸水流入海洋,底层盐水则流入峡湾。在峡湾深处,冬季的冷水被微咸层隔开。这些深层水与上层水混合,使得水温在夏季变得更温暖、更清新。然而,在浅入口的峡湾中,深层水不是每年都会被更换,由此导致低氧浓度,从而不适合鱼类和其他动物物种生存。在极端情况下,地表可能存在连续的淡水屏障,导致峡湾结冰。这种缺氧现象会导致整个峡湾出现大面积的死亡地带。
冬季是峡湾中几乎没有淡水流入的时期。这样一来,由于地表和风的稳定冷却,峡湾表层和深层的水就可以更容易地混合。在峡湾的深处,沿着海岸可以发现一些密度低于盐水的淡水。同时,海上的风形成了海面上的洋流,它将密度高的咸水从海岸带到了峡湾的最深处。
2)珊瑚礁
2000年,在挪威的峡湾底部,一些研究人员发现了珊瑚礁,这些礁石从挪威北部一直延伸到南部。挪威海岸线上发现的海洋生物对于该地区成为著名的渔场起到关键作用。据信,珊瑚礁支持着成千上万的海洋生物,包括鱼类、浮游生物、海葵和许多鲨鱼物种。与挪威相比,新西兰的峡湾也是许多深水珊瑚的栖息地,这些深水珊瑚之所以能在相对较浅的水域生长,与水域中暗色的淡水表层有关。
3)孤岩
海湾附近的岩石海岸被无数冰冲刷河道划分成无数岛屿,有大大小小的山地和岩礁。这些岛屿被称为孤岩(Skerry),分布在峡湾的出口处。斯堪的纳维亚和美国阿拉斯加州、华盛顿州的海岸线上都有许多这样的孤岩。
4)浮游植物
峡湾为浮游植物的生长创造了理想的环境条件。在极地峡湾,淡水流出提供了丰富的营养物质,极大地促进了浮游植物的生长。比如,在南极半岛西部的峡湾,融水中的营养物质促使硅藻大量繁殖,使得这些峡湾成为各种物种的重要觅食地。然而,峡湾内浮游植物的丰度和生长是高度受季节影响的,它会随着水的特性变化,这取决于冰川融化和海冰形成以及季节性光照的可用性。
05 峡湾的重要性
峡湾是一种地貌特征,它清楚地代表了从陆地环境到海洋环境的过渡。因此,峡湾有可能保存多年来发生的环境变化的证据。峡湾也是天然的捕集器,保存了经过一段时间沉积而没有受到任何破坏的沉积物。现代古海洋学研究利用这些峡湾沉积物来了解人为气候变化的可能影响。
然而,受到保护的水域和通往峡湾的便利通道使它们容易受到工业的影响。最近的研究表明,加拿大东海岸的北极峡湾含有高浓度的多氯联苯、采矿废水和航运废物。在挪威峡湾也发现了几种人为污染物。此外,苏格兰峡湾的集水区被严重砍伐,导致径流和沉积速率增加。
由于采矿、航运和油气勘探等人为活动,以及气候变化带来的暖水入侵、冰川和海冰消失以及海平面上升,沿海地貌的海洋特征正面临着严重的压力。因此,在迅速变化的气候条件下,对峡湾及其原始环境进行仔细的监测和管理至关重要,以保护它们并避免长期的损害。