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为什么南海的岛礁绝大多数都是环状的?

2020-09-18 18:31阅读(65)

为什么南海的岛礁绝大多数都是环状的?:为什么南海的岛礁绝大多数都是环状的?南海自古以来就是我国领海不可分割的一部分,位于我们大陆的南部,总面积约为350万

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为什么南海的岛礁绝大多数都是环状的?

南海自古以来就是我国领海不可分割的一部分,位于我们大陆的南部,总面积约为350万平方公里,而被九断线包围的区域属于我国的领海范围,面积约为210万平方公里。南海内部拥有丰富的油气资源、生物资源、航运资源和旅游资源,也是我国重要的海岛、珊瑚礁和红树林等热带生态系统的分布区域。细心的朋友一定会发现,无论是中沙群岛、西沙群岛、南沙群岛,这些由众多岛礁形成的群岛,从外形上看几乎都是环状的,这是如何形成的呢?

地球上岛屿的类型及成因

地球上的岛屿总量有5万多个,通常根据大小可以划分为两大类,即“岛”和“屿”,其中岛的面积一般在1公里以上,屿的面积在1平方公里以下。

如果按照成因来划分,地球上的岛屿可以归为以下四种类型:

一是大陆岛。是从地质结构上看,基底岩石与临近大陆存在一定联系的岛,其在历史上曾经是邻近大陆的一部分,后来由于海平面的上升、中间部位的沉降或者冰渍物的堆积,使其与大陆分开。这种岛的面积相对较大,地势也较高,比如格陵兰岛、我国的台湾岛、海南岛等。

二是冲积岛。在陆地河流巨大的流动力带动下,流经地区的大量泥砂被冲到河流与海洋的交界处,由于海域面积一下子变大,水的流速极剧变慢,被冲刷下来的泥砂就在近海处沉积了下来,慢慢形成高出海平面的岛屿。这种岛的面积中等,根据种积时间的长短逐步增大,总体地势低平,且周围有较为平缓的滩涂地貌,比如我国长江入海口处的崇明岛就是典型的冲积岛。

三是珊瑚岛。是由死亡的珊瑚尸体堆积而成,珊瑚尸体中含有丰富的碳酸钙等成分,以珊瑚泥或者珊瑚砂的形式堆积在一起,形成岛屿的基部,然后在基部又有大量的珊瑚生长,久而久之形成接近海平面的岛礁,在低潮时甚至可以露出海面。珊瑚岛根据距离陆地的远近,又可以分为岸礁、堡礁和环礁三种形态,其中环礁主要是距离陆地较远、处于海洋中部的珊瑚岛,经常以群岛的形式分布,我国南海中的群岛多数是这种珊瑚岛。

四是火山岛。是由海底火山喷发后,喷发物质遇到温度低的海水,在火山口附近逐渐堆积形成的岛屿,从形状上看主要呈锥形,面积不大,但火山锥体的高度可以延伸到海平面以上很高的距离。比如夏威夷群岛、所罗门群岛中的大部分岛屿都是这种原因形成的。

岛屿形状的改变

上述四种主要类型的岛屿,由于相应的原因形成之后,无时无刻不在受到各种自然因素的侵蚀,其中以海水的冲刷作用最为明显。

对于大陆岛来说,因为其基底是与邻近大陆相连的,而且面积较大,底部岩石与海底岩石、以及近海大陆的岩石具有相似性,而且距离大陆一般较远,因此,海水的冲刷仅限于大陆岛的周边,海水侵蚀作用没有处在大洋中心位置的岛屿所受的侵蚀力强,呈现出比较光滑的岩石海岸或者沙滩地貌。

对于冲积岛来说,由于其形成主要是靠河流的冲刷和沉积作用所致,因此在河水冲力和海水流动的双重作用下,对其外表形态持续不断地进行着“雕琢”,一方面随着河流水的降速不断进行着固态物质的沉积,另一方面在河流水与海水的切向冲刷作用下,外层比较松散的沉积结构会比较容易地被剥离出冲积区域,被洋流挟裹到其它区域,从而在海底沉积。因此,冲积岛的边缘呈现的状态也比较平滑,解理现象比较明显。

对于珊瑚岛和火山岛来说,受到的冲刷力主要来自于海水的流动,受到季风以及洋流周期性变动的影响,在特定的时间节点范围之内,其占据主导方向的洋流是相对稳定的,在受到相同方向海水持续反复地冲刷之下,这些岛屿的形状,有极大的几率会沿着水流的方向开始推进侵蚀的区域,从而在这个方向上所经过的区域,无论是珊瑚砂还是火山岩,都会在不断地冲刷力作用下,从“缺口”处开始逐渐剥离,形成比较规则的侵蚀形状。

南海岛屿大多是环形的原因

南海的大部分岛屿,都属于珊瑚岛。从以上珊瑚岛的形成原因、以及所受海水侵蚀力的分析来看,它们之所以形成环形,主要是在海水流动的阶段定向和持续侵蚀作用共同形成的。

  • 海水流动的阶段定向作用。南海位于热带季风区,夏季盛行西南风,冬季盛行东北风,海洋表面的海水在季风的带动下,向着相反的方向移动,即夏季向着东北方向,冬季向着西南方向,洋流的方向带有明显的季节阶段性特征,在同一个阶段内的流动方向比较稳定,因此对于岛礁的冲蚀也具有持续性,使之有着朝着固定方向演变的规律特征。

  • 海水的持续侵蚀作用。除了刚才受到季风影响带来的方向上持续性之外,由于珊瑚岛礁在形成之后表面密度的不同,接近海面的部分由于是新形成的,致密性不如底部,而且物质分布不甚均匀,因此容易在定向海水的侵蚀作用下,密度小、结合力差的部分珊瑚体,会首先被冲刷下去,从而使得周围呈现坑坑洼洼的形状,在这里面海水容易形成漩涡,加大海水与珊瑚体的接触面积,反复持续地进行最终形成趋向于圆形的珊瑚岛礁。

总结一下

南海中的大部分岛屿属于珊瑚礁,从下至上沉积时间不同,密度也不一样,最上层的珊瑚体受到表面海水的冲刷力最强。而南海海水的流动,在季风的作用下,呈现非常有规律性的季节特征,在同一方向海水的冲刷下,珊瑚礁表面那些新形成的、密度比较小的珊瑚体最先被冲刷掉,然后海水形成区域性的漩涡,逐步向四外推进,使得珊瑚礁最终演变为环型的形状。

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环状岛屿的形成除了所在位置本身存在岛屿之外,还与海水的冲刷有关,即与流体与土体的耦合作用有关,同样是属于力学的范畴


1、岛屿成因类型

地球上岛屿可以分为大陆岛、冲击岛、珊瑚岛、火山岛等。所谓大陆岛,在地质构造上与临近的大陆相似或有联系,它原来就是大陆的一部分,后来由于种种原因:如地壳下沉、大陆漂移、冰川融化导致海平面上升,再有就是海浪的冲刷等。这部分就与原来的大陆脱离开来。我国的台湾岛就是我国最大的大陆岛,下图。

冲击岛是由于河流入海的过程中,内陆的泥沙被冲刷到入海口,经年累月之后,泥沙沉积,慢慢形成岛屿。我的老家启东,部分就是冲击形成的平原。而崇明岛就是长江带来的我国最大的冲击岛,下图。

珊瑚岛,顾名思义,就是由珊瑚虫的礁体构成,而火山岛是由火山喷发而形成的,下图为日本的火山岛,上面还有人居住。。


2、环状岛屿的成型原因

根据上面说的岛屿的形成,会发现如果要形成环状岛屿,那么大陆岛和冲击岛显然不太可能,只有珊瑚岛和火山岛,才具备形成环状岛屿的条件。这里面,海水的冲刷腐蚀是关键

海水之中存在着洋流(下图),再加上高低气压形成的季风,大海的表层始终处于流动的状态。常言到,无风也有三尺浪。岛屿的存在,阻碍了海水的自由流动,于是变收到了海水的冲刷。尽管,单次的海水冲击力并不巨大,不足以破坏礁石。但是,水滴石穿,日积月累之后,礁石被海水冲刷腐蚀。

之所以岛屿形成环形,就在于海水的冲刷方向长时间来看,几乎是固定的,下图。实际上,由于地球的自转,形成的季风的方向基本上都是固定的,由此引起的洋流方向也基本上不变。对于岛屿来讲,海水的冲刷方向基本不变。长此以往,逐渐形成了环状的岛屿。


3、海水冲刷腐蚀的过程

假设原始的海岛是圆形的,海水从下往上流动,由于圆形海岛的存在,海水冲击海岛后,被迫向两侧流动。海水在冲击海岛的过程中,一些比较容易冲刷掉的附着物,如植物残渣之类的,很快被清楚干净,剩下坚硬的礁石。

礁石的表面不可能如镜面一般光滑,通常都是坑坑洼洼,表面很毛躁。海水冲刷的时候,尽管这些坑坑洼洼比较小,但是,海水会在这些地方形成漩涡,加剧了冲刷的效果。坑洼内部一些较小的表面突起尖刺,会被海水冲刷掉,于是坑洼越变越大。时间久了之后,就如同上图右一般,圆形的岛屿被冲刷出一个大缺口,并且还在不断地扩大,慢慢从圆形,变成月牙形,再变成环形,最后完全消失


4、总结

环状岛屿的形成,第一要素是岛屿本身就该存在,如珊瑚岛、如火山岛,能够在无尽的大海之中,形成岛屿。其次,就是海水的冲刷。由于季风的存在,洋流的方向基本是固定的,也就是说海水对岛屿的冲刷基本上都是固定一个方向。礁石表面的坑坑挖挖,慢慢地被冲刷扩大,直至形成环形岛屿,最后完全消失。

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为什么南海岛礁大多是环状的,我们先看看河床上的河卵石是什么形状的。下图

我们再看看南海群岛中岛的形状。下面是卫星图:

我们把上面两张图中的河卵石与第二张图岛的形状做一对比,发现它们的形状很相似,为什么这种形状出现自然界中呢,这是因为只有这种形状最稳定。

我们知道河床中的河卵石是河流从上游搬运到中下游沉积形成的。起初上游母岩风化破碎的岩石形状各异,有棱有角,当一次较大的洪水来临,携带着大量碎石随河水向下迁移,在搬运过程中,这些石头经过撞击,棱角磨平,不断磨圆,当洪水慢慢消退过后,便淤积在河漫滩上,由于水流的减慢,流速降低,这些石头便会接受河流日积月累的冲积侵蚀。下图

假如当初石头是圆形的,河水从上往下流动,河水遇阻后,河水被迫向两侧流动,两侧受到河水冲蚀加深,侵蚀加重,日积越累的力量使得两侧容易被侵蚀掉,逐渐向流线体形状发展,最后形成图1中河卵石的样子,这个形状是最稳定,这是自然界选择的结果,也是流体力学中的实验总结。

在河流中下游往往形成沉积型堆积地貌,比如长江河道中的沙洲也是如此,出现了很多这种地貌类型,下图是九江的单家洲

海水相对于河水而言,受风浪、潮汐、洋流等作用影响,与河流一样也会对沿海岸或海洋中岛屿产生侵蚀破坏作用,对于南海海域而言,大约由280个岛屿、沙滩和岛礁组成,中间最深达4000多米的海盆。这里称得上岛的并不多,大部分在水下,形成暗礁或沙滩。我们最熟悉的是永暑岛,当时面积就这么大,这还算是有露出海平面的部分,称得上岛了,大部分都在水面以下。下图是永暑岛

岛的形成有大陆岛、河流冲积岛、火山喷发岛和珊瑚岛,南海四大群岛中除高尖石岛是火山岛外大多数是珊瑚岛,珊瑚岛是大量的珊瑚虫死亡堆集起来,起初珊瑚虫附着在浅滩和岛礁上生长,一批批珊瑚虫死去,又一批批的珊瑚虫获得新生,往复循环,一层层堆集,努力向上试着冲出水面,经过千百万年的累积,终于挺了起来露出水面,形成了岛屿,这里让我们见证了群体死亡的力量。

上图中颜色越深水越深,最深处达4000多米,颜色浅处多是即将露出的珊瑚岛,以南海群岛居多,这些珊瑚岛形成并不是一帆风顺的,在即将露出水面时,要承受着台风、天文大潮、洋流的冲击,面对海洋的破坏作用,一方面珊瑚虫总是找到海洋破坏力较弱的区域,也就是水浅的地方,利用海底喷发的火山口或浅滩处开始筑巢,形成礁盘。另一方面它们相信群体力量,来抵抗海洋的各种破坏性作用,起初礁盘的形状形态各异,有方形的 ,角形的,不规则多边形的,经过海洋的动力作用也象河流中河卵石一样,受到破坏,最后形成环状的珊瑚岛,只有这个环状最稳定,才能充分地消耗海洋能量,抵抗海洋的破坏作用。

风海流是海洋动力最主要表现形式,南海与印度洋一样盛行季风,冬季盛行东北风,洋流呈逆时针方向旋转,夏季盛行偏南风,洋流呈顺时针方向旋转,旋转方向的改变也会使珊瑚岛呈现环状最稳定,这是形成环状珊瑚岛的一个因素。

如果我们走出南海,看看世界其它地方的珊瑚岛形状也是呈环状的,上图是太平洋深处的北纬5.4度,东经153.6度一处珊瑚岛,从图中可以看出这些珊瑚岛的形状与南海也是一样的。这个位置是北太平洋赤道暖流经过的海区,常年受东北信风控制,在这种稳定的风向影响下,它依然摆出这种环状,这说明在流体力学中,只有象河卵石那样的形状最稳定,对于珊瑚岛表现为环状最有能力来抵抗海洋的破坏。

总结一下,南海的珊瑚岛呈环状是流体力学最稳定的表达方式,只有这个形状抵抗海洋的破坏作用最有效,一方面珊瑚岛积极适应自然界的变化,另一方面是通过自然界的选择把这种形状保留下来。所以南海的岛礁绝大多数都是环状的。

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南海岛礁大部分是环礁,也是一种珊瑚礁,它有一个部分或完全围绕着一个被称为泻湖的水体的珊瑚边缘。 珊瑚礁有四个类型包括台地礁、障壁礁、边缘礁和环礁。环礁是珊瑚礁的一种,它有一个部分或完全围绕着一个被称为珊瑚礁水体的珊瑚边缘泻湖。它通常是由火山岛周围的边缘礁石形成的。



环礁的现代定义把它描述为一个环形礁,它包围了一个泻湖,在这个泻湖中没有凸起的陆地伸入水体。环礁大部分被海浪隐藏,里面经常有一些沉船和船只。 能够建造珊瑚礁的珊瑚主要生长在热带和亚热带海洋的温暖水域。因此,环礁只能在亚热带和热带地区找到,这就是南海多珊瑚岛礁的原因。

大多数已知的环礁都是在太平洋,主要集中在南海、马绍尔群岛、卡罗琳岛、图阿莫图岛、珊瑚海岛以及其他岛群,例如托克劳、图瓦卢和基里巴斯。相当多的环礁也集中在印度洋。那些在大西洋相对较小,显著的位于尼加拉瓜。 库雷环礁和西北夏威夷群岛是最北部的环礁。最南端的是伊丽莎白礁和米德尔顿礁,两者都属于珊瑚海岛。离赤道最近的环礁是基里巴斯环礁。

环礁的发展始于水下火山的爆发。当这座火山爆发时,它会将熔岩喷到海底。当它继续喷发时,海山的海拔会升高,最终会露出水面。这座火山的顶部就是众所周知的海洋岛。 环礁形成的下一阶段涉及被称为珊瑚的微小海洋动物。这些珊瑚开始在这些岛屿周围建造珊瑚礁,形成坚硬的石灰石外骨骼。在这一点上,珊瑚礁被称为边缘礁,围绕着水面下的岛屿。

岛屿和边缘礁之间的浅水地带是泻湖。 随着时间的推移,这个火山岛将通过一个被称为沉淀的过程。随着海水的侵蚀,顶部被海浪弄平了。随着顶部下沉成为一个礁,边缘礁变成了一个堡礁。堡礁有一个更深的泻湖,保护它免受巨浪和风的侵袭。最终,该岛沉入海底,堡礁变成了一个环礁。

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抱谦!对这方面没有研究!分析应该是海水反复退涨潮冲涮漩荡而成吧?谢邀!