地中海與全球水循環

地中海與世界海洋的唯一連接，是通過歐洲和非洲之間的一個被稱為直布羅陀海峽的狹窄水道。地中海隱藏著一個驚人的秘密：海底埋藏著大約2英里（1英里約為1.609公里）厚的鹽層。地中海海底的鹽層是數百萬年前古地中海神秘消失的少數證據之一。一些科學家認為整個地中海在遠古的一段時間曾經完全蒸發殆盡，就像今天的撒哈拉沙漠一樣干旱。

經過數十年的研究，圍繞地中海消失的細節，以及重新注入地中海的水流是如何形成的，仍然是未解之謎。大約五百萬年前，地中海重新被海水充滿，回填的洪水可能是地球歷史上最大的洪水。據估計，當時回填洪水的流量大約是目前美國亞馬孫河流量的500倍。

西班牙地球科學研究所加西亞·卡斯泰拉諾斯說：“這是一個令人震驚的事情。”他在《地球科學評論》上發表了關于地中海的最新研究。他的研究表明，如果沒有大西洋與地中海的連接，人類早期就不可能有船只通過這條水道，沒有這些船只的通行，地中海文明也不會發生。今天，地中海已經成為全球水循環的重要泵站，蒸發會導致地中海海水的含鹽量增加，這些鹽分進入大西洋后將有助于驅動地球海洋洋流循環系統的動力輸送，而海洋的洋流系統對世界各地的氣溫、降雨及風暴都會產生巨大的影響。

布里斯托大學的地質學家雷切爾·弗萊克說，隨著當今全球氣溫繼續穩步上升，地球兩極的冰蓋正在逐漸萎縮，弄清楚地球環流的形成過程非常重要。

永恒的洪水

如今，地中海的水分一直在蒸發，每年約有4英尺（1英尺為0.3048米）的水變成水蒸氣。蒸發這么多的水量，要維持地中海水位的穩定，僅靠當地的降雨和入流的河水不足以滿足系統的需要。使地中海水體保持穩定的唯一水源，就是來自相鄰大西洋的穩定水流，該水流流經西班牙和摩洛哥之間的狹窄通道，即直布羅陀海峽。

數百萬年前，地中海和大西洋連接的地理板塊發生抬升運動，從而削弱了地中海和大西洋水體之間的重要聯系。雖然地中海與大西洋之間的板塊被抬升，但是，抬升的高度還不足以阻斷大西洋與地中海之間水的流通，但是這種轉變切斷了沿地中海底部流向大西洋的濃鹽水的流路。大約六百萬年前，鹽分開始在地中海中堆積起來，地中海中堆積的鹽分，足以使全世界77億人口每人分得一個近50個金字塔體積所容納的鹽量。

一些研究者認為，該地區在大洪水發生前幾乎已經干枯，只剩下一個海綿狀的盆地，比目前的海平面低了超過1英里。空蕩而干旱的盆地和浩瀚的大西洋之間只有一小塊陸地，就是今天直布羅陀海峽所在的狹小地狹。大約530萬年前，一場大洪水導致了狹小地狹的決口，從而形成直布羅陀海峽，重新將干旱的地中海盆地與大西洋連接了起來。但是正如人們對地中海當時的干旱程度爭論不休一樣，人們對當時洪水的規模也不確定。由于缺乏證據，加西亞·卡斯泰拉諾斯和他的團隊想知道一個空的地中海盆地注滿水需要多長時間。根據他們在2009年的研究模型，地狹的決口可能開始于從大西洋一側向地中海的滲水，有點類似于現代堤壩的垮壩過程，侵蝕最終造成了地狹的決口，最終形成今天的直布羅陀海峽。

隨著水流進入地中海，湍急的水流對所經過的地方進行了強烈的沖刷，加深加寬的水路允許更多的水通過。在高峰期，流量可能以每秒1億立方米的速度迅速通過，在兩年或更短的時間內充滿了整個地中海。這樣的事件將會沖積出至少4億個奧林匹克游泳池大小的沉積物，洪水塑造出一條穿越直布羅陀海峽的通道，并形成一條延伸到海底的峽谷。哥倫比亞大學的海洋地質學家威廉·賴安說：“這些水的流速當時就像是從救火水閥中噴出的水一樣快速。”

災難性的事件改變了整個地區的狀態，不僅導致大西洋的海水噴涌而入，而且還沖走了沿途的大塊的巖石、沙子和其他物體。 “當河流擁有如此大量的能量時，它對沉積物的影響并不是朝著某個方面的整體移動，因為小顆的泥沙會在強大水流的沖擊下從底部彈起。”亞利桑那大學的地質學家，特大洪水專家維克托·貝克說，“水流沿途的一切物質都陷入混亂中，處于高度的不確定性狀態。”

史前奧秘

19世紀的地質學家認為沒有可能發生如此大規模的洪水。他們需要現代過程的證據來證明可能發生的古代事件。貝克說：“問題是，大洪水很少發生。”以上研究人員所描述的地中海史前大洪水，其發生的稀少程度有點類似于那場導致恐龍滅絕的小行星撞擊地球。

科學家最早是在20世紀50年代開始研究地中海的歷史的，當時人們在地中海的海岸上發現了鹽礦，這些鹽礦暗示著當地在古代是一片鹵水。在20世紀70年代，有研究人員從地中海的海底鉆出巖心，使人們終于可以將目光投向海洋的遠古時代。研究人員說，在鹽的上層發現了類似于泥灘表面破裂的特征，這些特征被埋在鹽的上層中，這暗示著水不一定總是在上面。但是究竟有多少地中海的水消失了，以及持續了多長時間，仍然引起了激烈的爭論。

多年以來，許多研究人員將自己的研究投向這片令人費解的水域中，隨著越來越多的證據出現，情況似乎變得更加復雜。荷蘭烏得勒支大學的地質學家說，在盆地中發現小動物的化石表明，在地中海即將重新連接到大西洋之前，地中海幾乎是充滿水的。也許在洪水席卷該地區之前，該地區不是干旱的沙漠，而是不斷收縮的海洋。

加西亞·卡斯泰拉諾斯和其團隊努力解決的主要問題之一是，所有沉積物都去了哪里？沉積物散布在整個地中海盆地中，但是沉積物早在人類首次涉足該地區之前就已經沉積，現在被埋在海底之下。

為了發現古代線索，研究人員使用了類似于地質超聲波的方法，將振動波從船上發送到地中海底部，并測量回波。在將西部和東部盆地分開的邊界東部發現了一塊可能由洪水沉積的巖石和沙子。通過查看舊有的地質數據，加西亞·卡斯泰拉諾斯和同事們認為他們發現了另一種沉積物，形式是巖石尾礦，延伸到海底火山后面。 加西亞說，雖然沉積物的發現令人著迷，但尚未進行采樣，因此科學家不知道它們何時形成。