地中海与全球水循环

李文

地中海与世界海洋的唯一连接，是通过欧洲和非洲之间的一个被称为直布罗陀海峡的狭窄水道。地中海隐藏着一个惊人的秘密：海底埋藏着大约2英里（1英里约为1.609公里）厚的盐层。地中海海底的盐层是数百万年前古地中海神秘消失的少数证据之一。一些科学家认为整个地中海在远古的一段时间曾经完全蒸发殆尽，就像今天的撒哈拉沙漠一样干旱。

经过数十年的研究，围绕地中海消失的细节，以及重新注入地中海的水流是如何形成的，仍然是未解之谜。大约五百万年前，地中海重新被海水充满，回填的洪水可能是地球历史上最大的洪水。据估计，当时回填洪水的流量大约是目前美国亚马孙河流量的500倍。

西班牙地球科学研究所加西亚·卡斯泰拉诺斯说：“这是一个令人震惊的事情。”他在《地球科学评论》上发表了关于地中海的最新研究。他的研究表明，如果没有大西洋与地中海的连接，人类早期就不可能有船只通过这条水道，没有这些船只的通行，地中海文明也不会发生。今天，地中海已经成为全球水循环的重要泵站，蒸发会导致地中海海水的含盐量增加，这些盐分进入大西洋后将有助于驱动地球海洋洋流循环系统的动力输送，而海洋的洋流系统对世界各地的气温、降雨及风暴都会产生巨大的影响。

布里斯托大学的地质学家雷切尔·弗莱克说，随着当今全球气温继续稳步上升，地球两极的冰盖正在逐渐萎缩，弄清楚地球环流的形成过程非常重要。

永恒的洪水

如今，地中海的水分一直在蒸发，每年约有4英尺（1英尺为0.3048米）的水变成水蒸气。蒸发这么多的水量，要维持地中海水位的稳定，仅靠当地的降雨和入流的河水不足以满足系统的需要。使地中海水体保持稳定的唯一水源，就是来自相邻大西洋的稳定水流，该水流流经西班牙和摩洛哥之间的狭窄通道，即直布罗陀海峡。

数百万年前，地中海和大西洋连接的地理板块发生抬升运动，从而削弱了地中海和大西洋水体之间的重要联系。虽然地中海与大西洋之间的板块被抬升，但是，抬升的高度还不足以阻断大西洋与地中海之间水的流通，但是这种转变切断了沿地中海底部流向大西洋的浓盐水的流路。大约六百万年前，盐分开始在地中海中堆积起来，地中海中堆积的盐分，足以使全世界77亿人口每人分得一个近50个金字塔体积所容纳的盐量。

一些研究者认为，该地区在大洪水发生前几乎已经干枯，只剩下一个海绵状的盆地，比目前的海平面低了超过1英里。空荡而干旱的盆地和浩瀚的大西洋之间只有一小块陆地，就是今天直布罗陀海峡所在的狭小地狭。大约530万年前，一场大洪水导致了狭小地狭的决口，从而形成直布罗陀海峡，重新将干旱的地中海盆地与大西洋连接了起来。但是正如人们对地中海当时的干旱程度争论不休一样，人们对当时洪水的规模也不确定。由于缺乏证据，加西亚·卡斯泰拉诺斯和他的团队想知道一个空的地中海盆地注满水需要多长时间。根据他们在2009年的研究模型，地狭的决口可能开始于从大西洋一侧向地中海的渗水，有点类似于现代堤坝的垮坝过程，侵蚀最终造成了地狭的决口，最终形成今天的直布罗陀海峡。

随着水流进入地中海，湍急的水流对所经过的地方进行了强烈的冲刷，加深加宽的水路允许更多的水通过。在高峰期，流量可能以每秒1亿立方米的速度迅速通过，在两年或更短的时间内充满了整个地中海。这样的事件将会冲积出至少4亿个奥林匹克游泳池大小的沉积物，洪水塑造出一条穿越直布罗陀海峡的通道，并形成一条延伸到海底的峡谷。哥伦比亚大学的海洋地质学家威廉·赖安说：“这些水的流速当时就像是从救火水阀中喷出的水一样快速。”

灾难性的事件改变了整个地区的状态，不仅导致大西洋的海水喷涌而入，而且还冲走了沿途的大块的岩石、沙子和其他物体。 “当河流拥有如此大量的能量时，它对沉积物的影响并不是朝着某个方面的整体移动，因为小颗的泥沙会在强大水流的冲击下从底部弹起。”亞利桑那大学的地质学家，特大洪水专家维克托·贝克说，“水流沿途的一切物质都陷入混乱中，处于高度的不确定性状态。”

史前奥秘

19世纪的地质学家认为没有可能发生如此大规模的洪水。他们需要现代过程的证据来证明可能发生的古代事件。贝克说：“问题是，大洪水很少发生。”以上研究人员所描述的地中海史前大洪水，其发生的稀少程度有点类似于那场导致恐龙灭绝的小行星撞击地球。

科学家最早是在20世纪50年代开始研究地中海的历史的，当时人们在地中海的海岸上发现了盐矿，这些盐矿暗示着当地在古代是一片卤水。在20世纪70年代，有研究人员从地中海的海底钻出岩心，使人们终于可以将目光投向海洋的远古时代。研究人员说，在盐的上层发现了类似于泥滩表面破裂的特征，这些特征被埋在盐的上层中，这暗示着水不一定总是在上面。但是究竟有多少地中海的水消失了，以及持续了多长时间，仍然引起了激烈的争论。

多年以来，许多研究人员将自己的研究投向这片令人费解的水域中，随着越来越多的证据出现，情况似乎变得更加复杂。荷兰乌得勒支大学的地质学家说，在盆地中发现小动物的化石表明，在地中海即将重新连接到大西洋之前，地中海几乎是充满水的。也许在洪水席卷该地区之前，该地区不是干旱的沙漠，而是不断收缩的海洋。

加西亚·卡斯泰拉诺斯和其团队努力解决的主要问题之一是，所有沉积物都去了哪里？沉积物散布在整个地中海盆地中，但是沉积物早在人类首次涉足该地区之前就已经沉积，现在被埋在海底之下。

为了发现古代线索，研究人员使用了类似于地质超声波的方法，将振动波从船上发送到地中海底部，并测量回波。在将西部和东部盆地分开的边界东部发现了一块可能由洪水沉积的岩石和沙子。通过查看旧有的地质数据，加西亚·卡斯泰拉诺斯和同事们认为他们发现了另一种沉积物，形式是岩石尾矿，延伸到海底火山后面。 加西亚说，虽然沉积物的发现令人着迷，但尚未进行采样，因此科学家不知道它们何时形成。