[科普中国]-海沟

海沟（trench）是位于海洋中的两壁较陡、狭长的、水深大于5000m（如毛里求斯海沟5564m）的沟槽，是海底最深的地方，最大水深可达到10000米以上（马里亚纳海沟11034m）。

简介深度超过5000米的狭长的海底凹地。两侧坡度陡急，分布于大洋边缘。如太平洋的菲律宾海沟、大西洋的波多黎各海沟等。

海沟多分布在大洋边缘，而且与大陆边缘相对平行。对于海沟的定义，科学家有许多不同的观点。有人认为，水深超过6000米的长条形洼地都可以叫做海沟。另一些人则认为真正的海沟应该与火山弧相伴而生。世界大洋约有30条海沟，其中主要的有17条。属于太平洋的就有14条。

地球上主要的海沟都分布在太平洋周围地区，环太平洋的地震带也都位于海沟附近。地球上最深、也是最知名的海沟是马里亚纳海沟，它位于西太平洋马里亚纳群岛东南侧，深度大约11,034米。1951年英国挑战者Ⅱ号在太平洋关岛附近发现了它。

在地质学上，海沟的产生被认为是海洋板块和大陆板块相互作用的结果。密度较大的海洋板块以30度上下的角度插到大陆板块的下面，两个板块相互摩擦，形成长长的"V"字型凹陷地带。另外，科学家还认识到所有的海沟都与地震有关。环太平洋的地震带都发生在海沟附近。这是因为海沟区的重力值比正常值要低，它意味着海沟下面的岩石圈被迫在巨大的压力作用下向下沉降。

四大洋海沟太平洋：马里亚纳海沟深11034米1、汤加海沟 深10882米 长1375km 宽80km、日本海沟 深10682米 长890km 宽100km、千岛海沟 深10542米 长2900km 、菲律宾海沟深10497米 长1320km 宽30km、克马德克海沟 深10047米 长1500km 宽60km、新赫布里底海沟深9174米 长1200km 宽70km、布干维尔海沟 深9140米 、雅浦海沟深8850米 长2250米 宽70km、小笠原海沟 深9810米、托雷斯海沟 深9162米、沃尔卡诺海沟 深9156米、新不列颠海沟 深8320米、圣克里斯托瓦尔海沟 深8310米、阿留申海沟 深8109米、帕劳海沟 深8069米、秘鲁-智利海沟深8064米、琉球海沟 深7507米。

大西洋：波多黎各海沟 深9219米 、南桑威奇海沟 深8428米、罗曼什海沟 深7856米、开曼海沟 深7680米、多米尼加海沟 深6200米、希腊海槽 深5121米。

印度洋：阿米兰特海沟 深9074米、蒂阿曼蒂那海沟 深8047米、爪哇海沟 深7450米、维马海沟 深6492米、鄂毕海沟深5714米、毛里求斯海沟 深5564米、查戈斯海沟 深5408米。

北冰洋：利特克海沟 深5449米、弗拉马海沟 深5335米、南森海盆 深5449米 、马卡罗夫海盆 深4123米 、加拿大海盆 深3879米。

海沟特征海沟是岩石圈板块的汇聚型板块边界（消亡边界），大洋岩石圈板块在此俯冲、消亡。主要分布于环太平洋地区，也见于印度尼西亚以西的印度洋和加勒比海域。在太平洋西部和印度洋，海沟与岛弧平行排列；在太平洋东部，海沟与陆缘火山链相伴随。海沟有以下特征：

①海沟长一般在500～4500千米，宽40～120 千米。地球上最深的马里亚纳海沟深达11,034米。海沟在平面上大多呈弧形向大洋凸出，横剖面呈不对称的V字型，近陆侧陡峻，近洋侧略缓。

②海沟两侧普遍具有阶梯状的地貌，地质结构复杂，发育蓝闪石片岩相高压低温变质带。海沟中的沉积物一般较少，主要包括深海、半深海相浊积岩。海沟是大洋地壳与大陆地壳之间的接触过渡带。

③海沟的两面峭壁大多是不对称的"V"字型，沟坡上部较缓，而下部则较陡峭。平均坡度为5度到7度。偶尔也会遇到45度以上的斜坡。

④海沟为重力负异常带，自由空间异常值可低至－200毫伽以下，热流值仅为1HFU左右，低于地壳平均热流量。

⑤沿海沟分布的地震带是地球上最强烈的地震活动带。震源通常自洋侧向陆侧加深，构成自海沟附近向大陆方向倾斜的震源带（见贝尼奥夫带）。

主要标志在现代海沟的研究基础上，古海沟的鉴定有3个主要标志：蛇绿岩套；高压低温变质带，以蓝闪石片岩为特征，发育挤压和剪切构造；混杂岩。板块俯冲作用常被用于解释海沟成因。但海沟的形成与俯冲的机理相当复杂，仍有待于深入综合研究。

地形特征海沟常呈弧形或直线形展布，长500～4500公里，宽40～120公里，水深多为6～11公里。大多数海沟有不对称的V字形横剖面。其洋侧坡(也称外壁)较缓，陆侧坡（也称内壁）较陡；沟坡的上部较缓，下部较陡，平均坡度为5°～7°。但汤加海沟的沟坡坡度可达45°。海沟斜坡地形复杂，切割强烈，多见峡谷、台阶、堤坝和洼地等。沟底可被沉积物填充成不宽的平底。沟底的沉积物不厚，大多不超过1公里,有红粘土和硅质沉积，也有来自相邻大陆或岛弧的浊流沉积和滑塌沉积。海沟与洋盆之间，常有宽缓的海底高地，随海沟走向延伸，这种高地高出洋盆底部300～500米,称为外缘隆起。外缘隆起靠海沟一侧坡度较陡，靠洋盆一侧坡度较缓。

地理分布海沟分布在活动大陆边缘，主要见于环太平洋地区。在太平洋西部，海沟与岛弧平行排列；在太平洋东缘，海沟与陆缘火山弧相伴随。大西洋和印度洋也有少数海沟。环太平洋的地震带也都位于海沟附近。海沟与岛弧紧密共生构成统一的弧沟系。大多数海沟位于岛弧向洋一侧；也有少数海沟见于岛弧陆侧的边缘盆地中，如南海东缘的马尼拉海沟、所罗门海的新不列颠海沟和珊瑚海的新赫布里底海沟等。这些海沟除长度较小外，其他形态特点与一般海沟无异。

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结构特征地壳结构海沟洋侧坡是大洋盆地岩石圈的直接延续，地壳结构一般属于正常的大洋地壳。海沟的轴部地壳开始增厚，但仍具有洋壳的3层结构。轴部地壳增厚主要是由于层3增厚的结果。层3厚度可达7～9公里，比标准洋壳的层3(4～5公里)厚。有的海沟轴部莫霍面的深度超过海面之下20公里，如千岛-堪察加海沟和汤加海沟。但也有轴部地壳无明显增厚的，如琉球海沟和阿留申海沟。自轴带向陆一侧，地壳厚度普遍急剧增大。海沟大体上是大洋地壳与大陆地壳（或过渡型地壳）之间的接触过渡带。

地震活动海沟及其伴生的火山弧，位于板块俯冲边界，有强烈的地震活动。震源通常自洋侧向陆侧加深，构成自海沟附近向大陆方向倾斜的震源带，称为贝尼奥夫带，其形成与板块俯冲作用有关。海沟本身主要为浅源地震带。大量的浅源地震发生于海沟陆侧坡一带。其震源机制多数显示为逆断层型，反映了俯冲板块与上覆板块之间的汇聚挤压作用。浅源地震也见于海沟轴部和洋侧坡。在洋侧坡和外缘隆起，地震震源机制多显示引张作用。这可能是由于大洋板块俯冲下弯，使弯曲部凸面的板块表层处于伸张状态所致。中、深源地震则主要分布在火山弧及弧后地区。

重力与磁20世纪20～30年代，荷兰学者F.A.芬宁·梅因纳斯首先发现海沟是重力负异常带。自由空间异常与均衡异常最低值位于海沟轴部或略偏陆侧。自由空间异常低达-200毫伽以下，显示出海沟地区的地壳均衡状态遭到剧烈破坏。负重力异常表明：在均衡调整作用下，该带具有上浮而使海沟地形消失的趋势。但板块的俯冲沉潜作用与均衡上浮力相对抗，使深邃的海沟地形得以维持。俯冲作用使海底岩石圈下陷，并代之以增厚的水层，必然会导致重力值降低。故负重力异常的存在也为俯冲作用的存在提供了佐证。外缘隆起则伴有不大的重力正异常。有的海沟未发现磁异常，或仅有微弱的正或负的磁异常。有的海沟（如阿留申海沟和日本海沟）已发现条带状磁异常与海沟轴斜交，条带状磁异常越过海沟轴,延伸入海沟内壁下数十公里，其异常幅度向陆侧逐渐降低。这可能是大洋板块向陆侧俯冲的反映。

热流海沟是冷板块的下潜处，其热流值可低至1微卡/(厘米2·秒)以下。由于岩石的热导率极低，俯冲的速度却较快，下插板块的温度就比同深度的地幔的温度低得多，海沟及海沟内壁附近出现很低的地温梯度和热流值，所以海沟本身缺乏火山活动，海沟深部可出现高压低温变质作用。而海沟向火山弧的方向，热流值却显著升高。

相关世界上****10条最深海沟：

（1) 太平洋马里亚纳海沟：最深11034米，为目前所知最深之海沟，也是地壳最薄之所在。该海沟地处北太平洋西方海床，位于北纬11°21′、东经142°12′，即靠近关岛的马里亚纳群岛的东方。此海沟为两大陆板块辐辏之潜没区，太平洋板块于此潜没于菲律宾板块之下。海沟底部于海平面下之深度，远胜珠穆朗玛峰海平面上之高度。

（2) 太平洋汤加海沟：最深10882米，在太平洋中南部汤加群岛以东，北起萨摩亚群岛，南接克马德克海沟，全长1,375公里，宽约80公里。平均深6，000米，最深达10,882米。

（3) 太平洋日本海沟：最深10682米，在太平洋西北部，日本群岛东侧南北分布的海沟。北连千岛海沟，南接伊豆诸岛东侧小笠原群岛附近的海沟。长890公里，宽100公里。平均深度6,000米。本州岛鹿岛滩东部深8,412米，最深处在伊豆诸岛东南侧。

（4) 太平洋千岛海沟：最深10542米，是在太平洋千岛群岛附近的一个海沟。

（5) 太平洋菲律宾海沟：最深10497米，位于菲律宾群岛以东的海沟，从吕宋岛之东北方伸延至印尼哈马黑拉的摩鹿加群岛，长约1,320公里，宽约30公里。菲律宾海沟形成的原因是板块的碰撞，由玄武岩组成的较重的菲律宾板块以每年16厘米的速度沉到由花岗岩组成较轻的欧亚板块之下。两块板块的交汇之处就是菲律宾海沟。

（6) 太平洋克马德克海沟：最深10047米，长约1500公里，平均宽度60公里。

（7) 大西洋波多黎各海沟：最深9219米，位于大西洋北部，波多黎各岛北9218公里，长约1550公里，平均宽度120公里。

（8)太平洋新赫布里底海沟：最深9174米，位于万那杜岛(新赫布里底岛)与新喀里多尼亚岛之间的珊瑚海边缘。长约1200公里，平均宽度70公里。

（9) 太平洋布干维尔海沟：最深：9140米，位于太平洋西南面，布干维尔岛以西9140公里。

（10) 印度洋阿米兰特海沟：最深9074米，印度洋最深海沟。位于塞舌尔群岛之南，切割了连接塞舌尔诸岛、普洛比顿群岛、马达加斯加岛的洋脊顶部。最深点位于阿尔澳悉斯岛西方。

海沟列表

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海沟建造在地球的建造和演变过程中，有大量的小行星、彗星和流星体等小天体疯狂地轰击着我们的地球！这些小行星、彗星和流星体的尺度大到数十千米、数百千米，小到数十厘米、数厘米。甚至还有那弥漫于太空的砾石和砂尘颗粒。这些小天体在长达千百万年、甚至数亿年向地球轰击的过程中，逐渐地建造出来了陆地、山脉、山峰和陆性岛屿，小天体带来的水冰融化形成了海洋。

小天体对地球狂轰乱炸使得大陆区域的矿物岩石数量剧增，并被撞击下沉建造出来了大陆根。同时，与大陆相对的大洋底被撞开了大裂缝，地下的岩浆从这里涌出形成了大洋中脊。在长期的轰炸过程中，大洋中脊又多次向两侧扩张，形成了海底扩张的壮丽景观。在大陆被猛烈撞击并下沉的同时，在剪切力及振动力的作用下，又建造出来了环洋海沟、环岛海沟、岛弧和环洋火山地震带。

马里亚纳海沟马里亚纳海沟是太平洋板块自东向西俯冲于菲律宾板块之下形成的一条向东弧形凸出，近南北向延伸的深沟，其北起硫黄列岛、西南至雅浦岛附近，全长2 550km，平均宽70km，大部分水深在8000m以上。马里亚纳海沟南段，大约距离关岛西南约200km，该处海沟近东西向延伸，最大水深超过10000m，它同时也是地球上最深的地方，号称“挑战者深渊”(Challenger deep)1。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所