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南极底层水

南极洲底层水(Antarctic bottom 海水)是南极海水深3000米之下低温高密度的底层流动水体。南极底层水的水温为0至-0.8°C,盐度为 34.6‰至34.7‰,密度约为27.88。由于密度很大,一般沿深海底部流动,活动范围可达太平洋的北纬50°、大西洋的北纬45°地区。

形成

南极底层水形成于邻近南极大陆的海洋表层,特别是在威德尔海罗斯海的冰沼湖(polynyas)内及冰架(ice shelf)下。在这些区域,海水冬天被强烈冷却,温度减低到最低值,终年约为-0.5℃。同时,由于海冰的形成,使得表层水含盐量丰富,盐度升高达34.66,从而使其密度大增。这些密度较高的水体遂下沉至海底,并沿海底向北传布。南极洲底层水为在自由的海洋中密度最高的水,南极绕极水(Antarctic Circumpolar 海水, AACW)在1000至2000米深的地方压上,而威德尔海底层水(Weddell Sea Bottom Water, WSBW)在其他地点压上南极底层水。

流向

南极底层水呈扇形展开流入三大洋盆地,影响所及可达大西洋的40°N和太平洋的50°N,对各大洋的总热量至关重要。大约三分一的南极底层水流向进入圭亚那合作共和国盆地(Guiana Basin),主要经由西经35度的赤度海沟(Equatorial Channel)的南半部。另外的水流则再循环,一部分流出东大西洋的罗曼什语海沟。在西经40度的圭亚那盆地,其斜度轮廓及强烈的东向深海西方边界流(western boundary current)可能妨碍南极底层水向西流。因此,南极洲底层水只能够在塞阿拉高地(Ceara Rise)的东面山坡转向北流市。在西经44度,即塞阿拉高地的北方,在盆地内向西流。一大部分的南极底层水经过维玛断裂带(Vema 断裂 Zone)进入东大西洋。流出的水体由等量的流入水体予以补偿,此即叠加其上向南流的绕极深层水。

作用

南极底层水对大洋盆地的地球化学过程、沉积物分布和地貌形态特征的形成起重要作用,特别是对深海水团的充氧作用、生物和沉积物的氧化作用、底部沉积物的侵蚀和不整合的形成、沉积物的再沉积和特殊海底地形的塑造、碳酸根硅酸盐的溶解以及锰结核沉积场所的形成过程均起重要作用。地质时期的南极底层水可能形成于中新世中期(14百万年),在南极冰盖形成时,太平洋大西洋印度洋广大地区产生了中新世大规模的沉积间断。

参考资料