为什么湖水不会和海水混合?

2019年08月22日
闭上眼睛试想这样一个画面:一汪汪的湖水,每个湖都不大,错落地点缀在大地上。一阵风吹过,湖水泛起一圈圈涟漪,轻拍着堤岸。不管是在沙漠还是在草原,这定是一个水草丰美,生意盎然的地方。
如果将这个场景平移至一千米以下的深海,你是否会觉得不可思议:海洋是一个由咸水充满的水体,不管是湖泊还是河流,一旦汇入海洋,就与海水融为一体,哪还有海水和湖水之分呀。但事实上,在墨西哥湾、红海、地中海和黑海,甚至在南极大陆架地区,有一些海底湖泊和海水之间有着清晰可见的分界面!
这些海底湖泊都有个共同的名字——盐卤池(brine pool),它们一般位于500米以下的海底,大多数分布在海平面以下1000-3000米。
▲盐卤池主要分布在墨西哥湾、红海、地中海和黑海,甚至在南极大陆架也有盐卤池的分布
湖水和海水不会混合!
如果你在脑海里难以勾勒出被海水包围着的湖泊的样子,就请想象一杯鸡尾酒。简单地说,鸡尾酒就是将各种酒兑在一起,再辅以各种配料而成。而制作一杯成功的具有明显颜色分层的鸡尾酒最关键的在于,倒酒时一定要将密度大的液体先倒入酒杯,然后将酒依次按照从大到小的密度倒入,这样各层颜色便不会混合在一起,一杯完美的彩虹鸡尾酒就调制而成了。
▲彩虹鸡尾酒,是根据各种酒密度的不同调制而成,盐卤池和海水分界清晰的原理就如同这杯鸡尾酒
和鸡尾酒的原理一样,盐卤池水体的密度远比海水要大,所以与海水分隔开来,成为海底独特的水体。当然,盐卤池的存在,还与其形成年代有多久远有关(对应鸡尾酒调制中密度大的先倒入)。
▲盐卤池剖面图
湖面能浮起千斤重量!
盐卤池最大的特点,就像它的名字,盐浓度极高,可达海水的3~5倍。正因为高浓度的盐分含量,湖水的密度远远高于海水,能够提供巨大的浮力,所以重物也可以漂浮在湖面而不下沉。而这里的“盐”,牵起了亿万年前盐卤池形成的最初原因。
在远古的中生代侏罗纪时期,那曾经是恐龙霸主统治陆地的鼎盛时期。那时,墨西哥湾还是一片闭塞的浅海区域,海水蒸发让这个区域沉积了厚度可达8000米的盐层。当墨西哥湾再度与大洋连通时,海水不断灌满海湾,海平面不断上升。而盐层,因为其上面覆盖的沉积物,在海水涌入时得以保存。并且,海水带来新的沉积物又变本加厉地覆盖于其表面。
当盐层不堪沉积物的重负所压时,盐层的构造发生扭曲和变形,引起了盐分运动。通常盐分的运动会使盐层挤入上层沉积物中形成盐丘或者冲破沉积物的束缚流溢出来,与此同时,也造成了沉积物的不断下沉凹陷。而流溢出来的盐分一接触海水就形成了一种超盐性的水体,这就是盐卤池。
现在,我们稍微清楚了盐卤池的一些原理,但实际上,目前对于盐卤池的研究是少之又少的,一切未知的谜都有待科学家们去解答。而或许,当你看过这篇文章后,在未来的某一天,你也会成为这其中解谜的一员。
来源:知识就是力量公众号
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