海底山

关于活躍火山的海底山，请见「海底火山」。

提示：此条目的主题不是海底山脉。

熊海山（Bear Seamount）

海底山（英語：Seamount）'，又譯海山，是一種大型海底地形，從洋底隆起但未露出水面（海平面），因此不屬於島嶼、岛礁或礁岩。海底山通常由死火山形成，呈陡峭隆起狀，高度一般在100—4,000米（330—13,120英尺）之間。海洋學家將其定義為從海底隆起至少1,000米（3,281英尺）的獨立地形，其典型特徵是呈圓錐形。 這些山峰的頂部通常位於海面以下數百至數千公尺處，因此被歸類為深海地形。 在漫長的地質演化過程中，一些大型海底山可能生長至海面，其頂部經由海浪侵蝕而變得平坦。當這些平頂的海底山沉降至海面以下時，便被稱為「海底平頂山」（guyots 或 tablemounts）。

地球海洋中已確認的海底山超過14,500座，其中9,951座海山和283座平頂海山（總面積達8,796,150 km²（3,396,210 sq mi））已被測繪，但科學家僅有幾座得到了詳細研究。海底山和海底平頂山在北太平洋分佈最為密集，並遵循著噴發、生長、沉降和侵蝕這獨特的演化模式。近年來，人們觀測到了若干活躍的海底山，例如夏威夷群島中的罗希海底山（Kamaʻehuakanaloa，原名洛伊希/Lōʻihi）。

由於數量眾多，海底山已成為全球最常見的海洋生態系統之一。海底山與水下洋流的相互作用，加上其在水體中高聳的地形特徵，吸引了浮游生物、珊瑚、魚類及海洋哺乳動物等各類生物聚集。這種生物聚集效應引起了商業捕鱼業的關注，許多海底山已成為重要的漁場。人們日益擔憂捕撈活動對海底山生態系統造成的危害，且已有確鑿證據顯示某些魚類族群出現衰退，例如大西洋胸棘鯛。高達95%的生態破壞是由底層拖網捕撈（bottom trawling）造成的，這種作業方式會將海底山上的整個生態系統連根剷除。

鑑於海底山數量龐大，許多海底山尚未充分研究，甚至未被測繪記錄。目前，測深學和衛星測高技術正被用來彌補這項數據空白。歷史上曾發生過海軍艦艇與未標繪海底山相撞的事故；例如，「莫里菲爾德海山」（Muirfield Seamount）的命名，便源於1973年撞擊該海山的一艘同名船隻。然而，海底山最大的危險在於側坡崩塌；隨著海山逐漸老化，滲入海底山內的岩漿岩石會對其側坡施加壓力，引發山體滑坡，而這類滑坡有可能引發大規模的海嘯。

地理學

世界主要海底山的位置

海底山遍佈全球各大洋盆，在空間分佈和形成年代上都極為廣為廣。從技術定義上講，海底山是指從周圍海底隆起、高度達1,000米（3,281英尺）或以上、頂部面積有限且呈圓錐狀的孤立高地。目前已知的海底山超過14,500座。除海底山外，全球海洋中還有超過80,000個高度不足1000公尺的小丘、山脊和山崗。

群集

「Seamount chain」重定向至此。关于a broader coverage of this topic，请见「海底山脉」。

海底山通常以群集或水下群島的形式出現，其中典型的例子便是「夏威夷-天皇海山链」，它是夏威夷群島的延伸。這些海山於數百萬年前由火山作用形成，此後已下沉至遠低於海平面的位置。這條由島嶼與海底山組成的長鏈，從夏威夷島向西北方向延伸數千公里。

北太平洋的海底山與海底平頂山的分布

北大西洋的海底山與海底平頂山的分布

太平洋的海底山數量多於大西洋，其分布可描述為由數條細長的連綿海底山鏈構成，並疊加在或多或少隨機的背景分布之上。 海底山鏈存在於三大主要海洋盆地中，其中太平洋的海底山鏈數量最多且範圍最廣。

鄰近群島

海底山通常可以在群組或水中的群島發現，經典的例子有夏威夷-天皇海山鏈。其為夏威夷群島的伸延，由火山在幾百萬年前形成，並在形成後一直在海平面下。長長的海山鏈由夏威夷島向西北伸延數千公里，展示出在夏威夷熱點上的板塊構造活動。

與海底火山的關係

獨立與沒有明顯火山活動來源的海底山比較少有。近年來地質學家確認很多海底山也是活躍的海底火山。例子有夏威夷的羅希海底山及马努阿群岛（萨摩亚）的Vailulu'u。

地質學

地球化學與演化

海底火山爆發示意圖（圖例：1. 水蒸氣雲 2. 水 3. 地層 4. 熔岩流 5. 岩漿通道 6. 岩漿房 7. 岩脈 8. 枕狀熔岩） 點選放大

大多數海底山是由兩種火山作用之一形成的，儘管也有一些海底山（例如澳大利亞附近聖誕島海底山群）的成因較為複雜難解。 位於板塊邊界和洋中脊附近的火山，是由上地幔岩石減壓熔融形成的；密度較低的岩漿穿過地殼上升至地表。而在俯衝帶附近或上方形成的火山，則是因為俯衝板塊向其上覆板塊注入了揮發性物質，從而降低了上覆板塊的熔點。海底山的形成涉及上述哪一種過程，對其噴發產物的性質有深遠影響。洋中脊和板塊邊界海山的熔岩流多為玄武岩（包括拉斑質岩和鹼性玄武岩），而俯衝帶相關火山的熔岩流則多為鈣鹼性熔岩。與洋中脊海底山相比，俯衝帶海底山通常富含鈉、鹼金屬和揮發性成分，而鎂含量較低，這導致其噴發更具爆發性，且熔岩黏度更高。

所有海底火山都遵循著生長、活動、沉降及最終熄滅的特定演化模式。海底山演化的第一階段是早期活動期，在此期間，海底山從海底向上建構其側翼與核心。隨後進入劇烈的火山活動期，新生的火山會噴發出其絕大部分（例如98%）的岩漿總量。海底山甚至可能生長至海平面以上，演變為大洋島嶼（例如 洪阿湯加2009年洪阿湯加火山的噴發）。在海面附近經歷了一段爆發性活動期後，噴發活動逐漸減弱。隨著噴發頻率降低且海底山失去自我維持的能力，火山開始遭受侵蝕。在最終熄滅（期間可能經歷短暫的復甦期）之後，海底山會被海浪逐漸磨蝕削平。與陸地火山相比，海底山的形成環境更為動態；當海底山隨構造板塊向俯衝帶移動時，會發生水平方向的沉降。在俯衝帶，海底山被拖入板塊邊緣下方並最終被摧毀，但它可能會在俯衝海溝的對側壁上留下凹痕，從而留下其移動軌蹟的證據。大多數海底山已完成了噴發週期，因此研究人員往往難以取得早期的熔岩流樣本，這在一定程度上受限於後期的火山活動。

熔岩類型

枕狀熔岩：一種玄武岩熔岩流，由海底噴發期間熔岩與水相互作用而形成

海底山上最顯著的熔岩流是覆蓋其側翼的噴發流，但以岩脈和岩床形式存在的火成侵入體也是海底山生長的重要組成部分。最常見的熔岩流類型是枕狀熔岩，其名稱源自於其獨特的形態。相對少見的是板狀熔岩流（sheet flows），這類熔岩流呈玻璃質，多見於邊緣地帶，通常指示著更大規模的熔岩流活動。淺水海底山主要由火山碎屑沉積岩構成；這些岩石既是海底山在接近水面時發生爆炸式噴發活動的產物，也可能由既有火山岩經機械磨蝕作用形成。

生態學

海底山對其所在的生態系統具有極高的生態重要性，但人們對其在環境中所扮演的角色尚缺乏深入了解。由於海底山從周圍的海底向上隆起，它們會擾動常規的水流，引發渦流及相關的水文現象，從而使原本相對靜止的海底水域產生水體運動。實測水流速度最高可達0.9節（即每秒48公分）。這種上升流往往帶來豐富的浮游生物，進而吸引以浮游生物為食的魚類在此聚集；這些魚類又成為其他捕食者的獵物，從而使海底山成為重要的生物熱點區域。.

海底山為包括多種魚類在內的大型動物提供了棲息地和產卵場。研究表明，某些物種——例如黑異海魴（Allocyttus niger）和黑帶鸚竺鯛（Apogon nigrofasciatus）——在海底山出現的頻率遠高於海底其他區域。海洋哺乳動物、鯊魚、鮪魚和頭足類動物都會聚集在海底山周圍覓食；若海底山頂部水深較淺，某些海鳥也會在此覓食。

獨特的基層物質

海底山通常會高至較淺水的地方，而這些淺水區提供海洋生物棲息地。這些海洋生物通常不能在較深水或其周圍的地方找到。由於海底山互相分隔的關係，形成生物地理學關注的「海底島嶼」。由於她們由火山形成，海底的基層物質比由沈積形成的深海海底堅硬很多。這引致此海底出現不同的動物群，產生高度的特有種。

養份集中區域

除了簡單地提供了物理上存在的土地外，海底山本身可以使轉向大型的水流引起湧昇流。此作用可以帶給光合成區養份，令本來是荒漠般的海洋活躍起來。所以海底山便成為有遷居習慣的動物（如鯨魚）一個極其重要的停留點。近期研究指出鯨魚可能利用海底山此特色作遷移時的航行輔助。因為此地區有較大量的魚類數目的關係，捕魚業的過度捕魚令部分海底山的動物群數量急降。

浮游動物集中

當海水位於海底山上的光合酌帶（epipelagic）時，她的初級的生產力可以由海底山的水道（hydrographic）情況加強。這樣可以增加浮游動物（zooplankton）的數量，引致此區域的魚的數目及密度增加。另一理論指出浮游動物的每日的遷移習慣因海底山所擾亂而停留在海底山，所以魚類受吸引及集中在此。另一理論則提出海底生物的生活史及與海底山的相互作用是魚類的密度如此高的原因。海底山的海底生物主要是懸浮物攝食者，如海綿（sea sponge）及珊瑚。大型藻類在山頂位於海平面下200至300米的海底山十分常見。沉積底棲動物（sedimentary infauna）主要有多環節（polychaete）蟲。

增加海底山的生態認知

在2005年，一個有關海洋生物的調查名為CenSeam（a global census of marine life on seamounts）正式展開。此調查目的為提供一個框架去排出優先次序、組合、擴展及促進海底山的研究。這樣可以令未知數減少及建構一個全球有關海底山生態系統的認知，與及海底山在生物地理學、生物多樣性、生產力及海洋生物的進化的擔當角色。CenSeam的調查員確認有兩個研究主題：一、有甚麼因素去推動海底山的社區構成及生物的多樣性？二、人類活動對海底山的社區結構及功能有甚麼影響？

捕魚

海底山在近年來受到關注的原因是因為發現其藏有大量有重要商業價值的魚類及無脊椎動物。此關注始於1960年，當時俄羅斯、澳大利亞及新西蘭開始找尋新的魚獲而用拖網在海底山捕魚。無脊椎動物主要有珊瑚，作用主要是珠寶貿易。兩種主要魚獲為羅非魚（orange roughy）及李氏五棘鯛（pelagic armourhead）。她們很快的便由於缺乏關於魚類壽命、晚熟、低繁殖力（fecundity）、細少的地理分佈及捕魚業的招聘知識而被過度開採。另外海底生態社區亦受拖網設備所破壞。

海底山地區最早在20世紀下半葉開始遭到大規模捕撈，這是因為管理不善以及捕撈壓力增加，導致典型漁場——大陸架——上的魚類資源數量嚴重減少。自那時起，海底山便成為針對性捕撈的場所。

從海底山捕撈的魚類和貝類中，有近80種具有商業捕撈價值，包括龍蝦（Palinuridae）、鯖魚（Scombridae 及其他種類）、紅帝王蟹（Paralithodes camtschaticus）、紅鯛（Lutjanus campechanus）、鮪魚（Scombridae）、 大西洋胸棘鯛（Hoplostethus atlanticus）以及鲈属（Percidae）魚類。

保育

由於在海底山產卵場遭到過度捕撈，大西洋胸棘鯛（Hoplostethus atlanticus）的族群數量已急遽銳減；專家表示，該物種可能需要數十年時間才能恢復到以往的數量。

海底山生態保育工作因缺乏相關資訊而受阻。目前對海底山的研習極為有限，全球估計有10萬座海底山，其中僅有350座曾進行採樣調查，而進行深度調查的更少於100座。 資訊匱乏的主因在於技術不足，以及抵達這些水下結構的任務極為艱鉅；能夠全面探索海底山的技术直到近幾十年才出現。在展開持續性的保育工作之前，必須先繪製全球海底山的分布圖，這項工作目前仍在進行中。

過度捕撈是對海底山生態福祉的嚴重威脅。已有數起漁業掠奪的案例被詳實記錄，例如澳洲與紐西蘭外海的大西洋胸棘鯛（Hoplostethus atlanticus），以及日本與俄羅斯附近海域的李氏五棘鯛（Pseudopentaceros richardsoni）。 原因在於，海底山區域被鎖定的魚類通常壽命長、生長緩慢且性成熟遲。此外，拖網捕撈會破壞海底山表層生態群落，加上許多海底山位於國際水域，使得妥善監測工作更顯困難。 尤其是底拖網捕撈，對海山生態系統的破壞極為嚴重，甚至造成海山高達95%的生態損害。

命名

海底山的命名由各国向国际水道组织（IHO）下属的国际海底地名委员会(SCUFN)提交申请，需得到其审议批准。包括IHO、SCUFN在内的国际各种海洋机构本来不含政治目的，批准命名申请只意味着发现和学术利用权，并不等同拥有主权。但随着韩国在日本海的独岛（日本称竹岛）主权纠纷，把称呼政治化，令SCUFN增加“不接受含政治性申请”的规定。

勘探

此圖表顯示了由NASA/CNES海洋衛星高度計TOPEX/Poseidon（左）及其後續任務Jason-1所測得的全球海平面上升情況（單位：毫米）。

長期以來，技術匱乏一直阻礙著對海底山的研究。儘管早在19世紀人們就開始對海底山進行採樣，但受限於海底山的深度與位置，直到近幾十年才具備了對其進行詳盡勘探與採樣的技術能力。即便如今已擁有相應的技術，[需進一步說明] 迄今勘探過的海底山數量也僅佔總數的1%，且現有的採樣資料與相關資訊仍主要集中在海底山頂部500米（1,640英尺）的範圍內。在海底山進行的每一次載人潛水考察中，幾乎總是能發現或採集到新物種，並獲得寶貴的科學資訊。

要充分了解海底山及其對海洋環境的影響，首先必須對其進行測繪；然而，由於海底山數量極其龐大，這項任務極具挑戰性。 多波束測深探測儀（聲納）技術能提供最詳盡的海底山測繪數據，但儘管已進行了超過5000次公開的海洋考察航次，已完成測繪的海底區域仍微乎其微。衛星測高技術是另一種覆蓋範圍更廣的替代方案，儘管其精度不如聲納測繪，但已記錄了13,000座海底山；不過，這一數字僅佔估計總數100,000座海底山的一小部分。造成此限制的原因在於，該技術存在不確定性，僅能辨識出高度在1,500米（4,921英尺）及以上的海底山特徵。未來，隨著技術的進步，有望建立更全面、更詳盡的海底山目錄。

結合CryoSat-2衛星與其他衛星的觀測數據，人們已發現數千座先前未被記錄的海底山；隨著數據分析工作的深入，預計還會發現更多海底山。

危險

2005年1月，美國海軍「舊金山號」潛艇在關島的旱塢中，此前該艇曾與一座未被標註於海圖上的海山發生碰撞。損毀情況十分嚴重，這艘潛艇最終僅以毫釐之差被成功打撈上岸。[42]

部分海底山並未列入海圖中，所以海底山會引致航海的危險。如莫里菲爾德海底山（Muirfield Seamount）便以在1973年撞到此山的船的名字命名。美國潛艇舊金山號（SSN-711）在2005年以時速35海里撞向一座海底山，造成嚴重損毀及一名海員喪生。活躍的海底火山爆發會對航海活動造成危險，而海底山兩側的崩塌亦可以造成嚴重的海嘯。

海底山面臨的一大風險在於，噴發物往往在其生命週期的晚期開始從海底山內滲出。這種活動會導致海底山膨脹、火山山麓過度伸展，最終引發山麓山崩，進而造成海底山體滑坡，可能引發大規模海嘯——這類海嘯往往是世界上最嚴重的自然災害之一。為說明山麓崩塌的強大破壞力，弗林德海底山（Vlinder Seamount）北緣曾發生山頂崩塌，導致形成明顯的陡峭断崖，並在遠達6 km（4 mi）處形成一片碎屑堆積區。 底特律海底山發生的一次災難性崩塌，使其整個結構大面積被夷為平地。 最後，2004年，科學家在夏威夷科哈拉火山山坡上61米（200英尺）處發現了海洋化石。地表沉降分析顯示，這些化石沉積時，該處應位於火山山麓上方500米（1,640英尺）處， 遠高於普通海浪所能到達的高度。該時間點與鄰近的冒纳罗亚火山發生大規模山麓崩塌的時間相符，因此有理論認為，正是由山體滑坡引發的巨大海嘯，將這些化石沉積於此。

參見

• 海底平頂山

參考書目

• de Forges, Richer; J. Anthony Koslow and G. C. B. Poore. Diversity and endemism of the benthic seamount fauna in the southwest Pacific. Nature (Nature Publishing Group). 2000-06-22, 405 (6789): 944–947. 
• Keating, B.H., Fryer, P., Batiza, R., Boehlert, G.W. (Eds.), 1987: Seamounts, islands and atolls. Geophys. Monogr. 43:319-334.
• Koslow, J.A. (1997). Seamounts and the ecology of deep-sea fisheries. Am. Sci. 85:168-176.
• Menard, H.W. (1964). Marine Geology of the Pacific. International Series in the Earth Sciences. McGraw-Hill, New York, 271 pp.

外部連結

• Seamount Catalog（页面存档备份，存于互联网档案馆）, a database of seamount maps
• SeamountsOnline（页面存档备份，存于互联网档案馆）, a database of seamount biology
• Volcanic History of Seamounts in the Gulf of Alaska （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Hydrographic structure and circulation at the Great Meteor Seamount showing an example of an isolated seamount and the formation of a submerged island of life.
• Seamount Oasis （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• CenSeam, Census of Marine Life project CenSeam: a global census of marine life on seamounts
• Vulnerability of deep sea corals to fishing on seamounts beyond areas of national jurisdiction （页面存档备份，存于互联网档案馆） Report authored by Clark et al. (2006)
• FeMO2007 Expedition （页面存档备份，存于互联网档案馆）, FeMO cruise to Loihi seamount