我们现在看到的海底地形图，是在声波测深的基础上产生的。当前世界上流传最广，也最为漂亮的世界海底地形图，产生于1970年代晚期（图1.5）。此图最突出的是大洋中脊的转换断层，表达得惟妙惟肖、丝丝入扣，许多人正是从这幅图上看懂了板块学说，但是这幅图其实是有错的。大洋中脊的位置、大西洋和西南印度洋中脊“鳄鱼背”形状的粗糙形态都是对的，但是东太平洋和东南印度洋的中脊完全不同，并没有那种“鳄鱼背”的粗糙，而是来自当时作者的想象。本来用多波束声呐制图，测线的间距太大，而世界大洋又只有百分之几的面积经过测量，不可能达到这种精度。然而此图当年的发表震惊了学术界，因为它反映了对海底一种全新的理解。此图是权威海洋地球物理学家希曾（Bruce Heezen）和海洋制图女专家撒普（Marie Tharp）合作的产品，希曾是大洋中脊的发现人，绘图的是撒普，她从1950年代起依据轮船带回的测线数据，为大西洋海底绘图，也就是凭着地质资料和科学家的知识，人工勾画出等深线来。因此这可以说是艺术加工的产物，并非实测得出的地形图。想要得到一幅客观实测的海底地形图，科技界还得再来一次源头创新——上升到空中去，用遥感方法测绘海底地形。

1960年代以来遥感技术的发展，完全改变了陆地制图的途径，大陆地形已经从空中一目了然。但是包括激光在内的电磁波在水中传播时衰减太快，不能在深海应用。因此海底地形也需要离开地球表面到空中探测，但是要另辟蹊径，这就是“卫星测高”技术。卫星上的雷达高度计，可以准确地测得海平面的高度，为海洋学测量海流、海温等开拓了新的途径。虽然海面地形并不是我们想要的海底地形，但是可以根据海底地形对海平面高度的重力影响，对海底地形作间接的测算，这种方法对于深海大洋地壳上的海山特别敏感。由于海底岩石的比重远大于海水，海山形成的重力异常会反映为海平面的隆起（图1.6B）。

因此，现代海洋界有两种海底测深的方法：一种是从船上用声波，通过多波束回声测深方法，在海底测得10—20km宽的条带（图1.6A），水平精确度可以到200m左右；另一种是从卫星用电磁波，通过雷达高度计测得海面高度然后再算出水深（图1.6B）。雷达高度计并不能“看到”海底，而是通过重力异常得出水深，因此水平分辨率比船测低得多，只有8km左右，但是极大地拓宽了覆盖面。据估算，用船测的途径为全大洋海底制图，需要大约200年，还不包括更加复杂的浅水海域；而用卫星技术测量全大洋地形，只需要1年。不过卫星测得的水深分布精度不足，可以用于科研而不能用来指导航行。因此，理想的办法是将两者结合起来，取长补短。

果然，1997年美国科学家完成了卫星和船测相结合的海底地形图（图1.7）。这幅新图的重大特色是揭示了海底的粗糙地形，具体说就是发现了大量的海底火山。早在1960年代，就已经发现有上千米高的海山耸立在大洋地壳的深水海底，尤其是靠近大洋中脊的海区更多。采用新技术测量海底地形后，发现高度超过1500m的海山有13 000座，而海山的数量和大小呈对数关系，由此推测全球高度超过1000m的海山应当有10万座，超过100m的有2500万座。我们对海山并不陌生，夏威夷群岛就是海山，但是这里说的是分布在几千米深海海底的海山，其数量之多超乎我们的想象。比如在东太平洋10—20km长、2—5km宽、50—300m高的海山，排成链状与海底扩张方向垂直分布，可以占到深海海底 30%以上的面积，而且被沉积物掩埋的海山还不算在内。深海底上的海山是个大题目，到第四章我们再谈。

地球表面的一个重要数据，是世界海洋的平均深度。19世纪末、20世纪初，根据绳测数据得出世界大洋平均深度在3800m上下。但是用绳子测量海底得到的是点的数据，把点连起来就算地形，结果总以为海底地形是平缓的。随着技术的发展，单波束回声测到的是线，卫星技术测到的是面，信息越多反映出来的地形越复杂，于是发现海底地形起伏的幅度远大于陆地。世界上最高的珠穆朗玛峰8844m，而最深的马里亚纳海沟11 032m，相差2000m。而且地球上最大的山脉，也不在陆上而在海底：世界大洋的扩张洋中脊高出海底2km，相互连接形成一个巨大的深海山脉，绵延6万km；而陆地上最长的南美洲安第斯山脉，也只有8900km，相差一个数量级。这样，深海地形平坦的误会已经消除，大洋深处有的是崎岖陡峻、粗糙不平的海底，其结果使得世界海洋的平均深度减少。根据现在的统计，世界海洋平均水深是 3682m，笼统可以说3700m深。

总之，海底地形测量的技术，从用绳子测点，到声波测线，再到遥感测面，经历了“点—线—面”的三部曲，在近几十年来取得了巨大进步，但是绝大部分海底至今缺乏详细的地形图，关键在于遥感技术应用的局限性。虽然遥感技术已经能够对地外星球做高精度的测量，但是由于受几千米厚层海水的阻挡，人类对于海底地形的了解还不如月球背面，甚至不如火星。不妨来个比较：图1.8的左边是大西洋中脊区的地形，可以看出中脊、海山和转换断层，但是分辨率不高（水平15km，垂向250m）；右边是火星上“水手谷”（Valles Marineris）的地形，显示出峡谷和撞击坑等，分辨率高得多（水平1km，垂向1m）。两幅图用的比例尺相同，质量的差别一目了然。 We9uUH2SfOojpgRvykNqC8rQj9W7p7JVpCKfgwnLnSz+oI+/mWA+KmYHphVaI5s1