加利福尼亚湾

加利福尼亚湾（英语：Gulf of California，西班牙语：Golfo de California），又称科尔特斯海（西班牙语：Mar de Cortés）或朱红海（英语：Vermilion Sea，西班牙语：Mar Bermejo）^[1]，是墨西哥西北部和下加利福尼亚半岛之间的一个海湾^[7][8]，位于太平洋的边缘海，是墨西哥的内海^[1][11][12]。加利福尼亚湾是一个长1130千米宽80-209千米的亚热带水体，表面积约为160000平方千米，其特征是一系列深达100至3600米的海沟、山脊和盆地^[6][13]。海湾被墨西哥的下加利福尼亚州、南下加利福尼亚州、索诺拉州、锡那罗亚州和纳亚里特州所包围，它东临墨西哥大陆，西边与巴哈半岛接壤^[6]。

加利福尼亚湾形成于大约1230万年前，由北美和太平洋板块间的大陆断裂作用和地壳迁移所形成^[3][14]，海湾呈独特的细长形状^[3]。加利福尼亚湾的气候类型为亚热带海洋性季风气候^[5]。流入加利福尼亚湾的河流包括科罗拉多河、富尔特河、梅奥河、锡那罗亚州、索诺拉州和亚基河^[7]，加利福尼亚湾水是热带地表水和亚热带地下水的混合物^[15]，海域潮汐范围为10米，水流超过6节^[注1]，是世界上最壮观和最危险的潮汐之一^[16]。加利福尼亚湾是一个独特的大型生态系统，在生产力和生物多样性方面被列为世界五大海洋之一^[17][18]。加利福尼亚湾内栖息着世界上大约三分之一种类的海洋哺乳动物，以及700多种维管植物^[10]，如西洋马齿苋（Sesuvium verrucosum）、盐草（Batis maritima）等^[9]，900多种鱼类^[10]，如黑鲈鱼和石首鱼等^[10][19]，此外还栖息着小头鼠海豚等该地特有海洋生物^[6]。

加利福尼亚湾被著名海洋学家雅克·库斯托（Jacques Cousteau）命名为“世界水族馆”^[20]。加利福尼亚湾部分地区于2005年被联合国教科文组织宣布为世界自然遗产，该遗址包括位于墨西哥东北部加利福尼亚湾的244个岛屿、小岛和沿海地区^[21][22]。湾内有洛雷托湾（Parque Nacional Bahía de Loreto）和圣埃斯皮里图群岛（Parque Nacional Archipiélago de Espíritu Santo）等6座墨西哥国家公园^[23]。

加利福尼亚湾也被称为科尔特斯海或朱红海。科尔特斯海是由弗朗西斯科·德·乌略亚（Francisco de Ulloa）于1539年为纪念西班牙征服者埃尔南·科尔特斯而命名的^[6]。海湾中因浮游生物水华呈红色而得别名“朱红海”^[1]。而加利福尼亚一名的起源有多种理论，一种理论是基于拉丁语中加利福尼亚一词的解释为calida fornax，意思是“热烤箱”；另一种理论是，这个名字是基于一个印第安词，意思是“一座高山”；还有一种理论是加利福尼亚是牧师的名字，Padre “Cal y Fornia”^[24]。

加利福尼亚湾是是东太平洋的一个动态的边缘海^[25]，位于下加利福尼亚半岛与墨西哥大陆之间^[7]，经纬度范围为：北纬23-32°，西经107-117°^[2][12]。它东面是墨西哥大陆，西面是下加利福尼亚州的山区半岛^[6]，流入加利福尼亚湾的河流包括科罗拉多河、富尔特河、梅奥河、锡那罗亚州、索诺拉州和亚基河^[7]。加利福尼亚湾狭窄的亚热带海域长1130千米，宽80-209千米，平均宽153千米（河口约320千米），海湾的表面积约为160000平方千米，海岸线长约4000千米^[6][7]。

加利福尼亚湾形成于大约1230万年前，由北美和太平洋板块间的大陆断裂作用和地壳迁移所形成，是世界上最年轻的海洋盆地之一，其海湾南部海底扩张始于大约360万年前，是加利福尼亚半岛向太平洋板块迁移活动的结束^[3][14][26]。而在大约800万年前，大陆断裂留下的狭长洼地被太平洋淹没，形成了加利福尼亚湾的亚热带海洋环境，然后大约300万年前，加利福尼亚湾地下出现新的海洋地壳，加利福尼亚湾地区逐渐形成新的海洋^[27]。

加利福尼亚湾的气候类型为亚热带海洋性季风气候^[4][5]，其气候会受到热带太平洋东部、海洋和陆地的差异变暖以及热带和中纬度之间大气环流的季节性相互作用的影响^[4]，该地区气候分为中纬度冬季阶段和亚热带夏季阶段^[28]。加利福尼亚湾由一个巨大的蒸发盆地组成，在它的南端与太平洋相通，海湾气温月最低值为4℃至9°C，最大值为36℃至40°C^[29]，2月份地表气温在14°C到21°C之间，8月份在28°C到31°C之间^[30]。构成海湾的水流受到包括厄尔尼诺（El Niño）在内的太平洋波动的强烈影响，其地表水温度在冬季16°C至夏季31°C之间^[13]。该地区年降水量范围小于100-900毫米，降雨量最高时与热带风暴有关^[29]。在冬季，加利福尼亚湾盛行的地表风是西北风，沿平均气压梯度，这种模式会被短暂持续数天的南风所打断，该风是由经常出现在美国西南部的反气旋引起的。在夏季，风从南方吹来，导致季风气候，降雨量增加^[28]。

加利福尼亚湾位于一个巨大的水下山脉东太平洋隆起的最北端，该山脉横跨东南太平洋，几乎延伸到南极洲。在加利福尼亚湾的底部，由于水下火山活动形成了许多热液（热水）喷口，其中一些喷口的水流温度超过300℃。在加利福尼亚湾口以南，东太平洋隆起从一系列由转换断层^[注2]分隔的扩散中心转变为一系列由小扩张中心分隔的转换断层，转换断层在海湾海底下方形成锯齿形图案。在海湾的北端，一个大型转换断层继续向西北方向延伸，在那里它与圣安德烈亚斯断层系统相连^[26]。加利福尼亚湾海底由两种地壳组成——大陆地壳和海洋地壳^[27]。

东太平洋隆起是一个“发散”的板块边界，地壳的巨大板块相互远离，在加利福尼亚湾附近，板块的相对运动发生变化，使两个板块（北美板块和太平洋板块）横向移动，相互滑动，这种“侧向”运动造成了海湾的许多转换断层，以及加利福尼亚州的圣安德烈亚斯断层系统，横向运动和扩散的结合也在海湾海底开辟了许多深而细长的盆地^[26]。沿加州中部的圣安德烈亚斯断层，在晚白垩纪和新生代累积的右向走滑位移为563千米，圣安德烈亚斯及其分支的相关断层向南纵向进入加利福尼亚湾，断层系统沿着墨西哥湾的长度进入下加利福尼亚南部的太平洋盆地，海湾大部分地区的地壳结构为海洋类型^[31]。

加利福尼亚湾在8-7百万年之前是一个海相海道，其中洛雷托地区大部分基岩为渐新世至中新世科蒙杜群^[注3]的火山岩和碎屑岩，代表了约30-12百万年形成的火山弧和弧前盆地。科蒙杜群的岛屿和海岸暴露物（内陆10千米）由大块的安山岩角砾岩、安山岩和玄武岩安山岩熔岩流组成，形成了Hausback火山-核相。靠近主海湾悬崖以东几千米的区域是Hausback近端相，由块状到层状的富含火山的砾岩组成，为火山泥流与河流砾岩和砂岩间层，该相中有少量罕见的长英凝灰岩。在美因湾断崖以西数千米处，近端相转变为中新世弧前体系远端相，以河流砂岩和泥岩为主，砾岩较少^[32]。

加利福尼亚湾附近的洛杉矶北部和南部的构造风格差别很大，在北部，海岸山脉出露出上白垩纪和新生代沉积岩，这些沉积岩紧密地沉积在当地的盆地中，并不断地反复变形；在南部，在半岛山脉和下加利福尼亚，相关岩石很薄，几乎没有压缩变形，白垩纪中期的加利福尼亚岩基和相关的结晶岩形成了下加利福尼亚州、亚利桑那州西南部和索诺拉西北部的基底，并沿墨西哥大陆海岸延伸，海湾明显地在纵向上将结晶带一分为二^[31]。

加利福尼亚湾是太平洋的一个分支，海湾是一个细长的海槽^[3]，西部与高地接壤，东部大部分与低地接壤，断层陡坡将其底部划分为一系列由山脊隔开的封闭盆地，其中一些被岛屿覆盖^[33]。海湾水域淹没了由半岛与大陆分离以及斜向分离而形成的构造洼地的一部分，海湾边界属于太平洋——北美板块^[34]，海湾入口处有3000多米深的盆地、海洋脊、海底山脉和海底峡谷^[35]，海湾周围环境包括溪流、河流、含水层、湿地、泻湖、沼泽、沼泽、盐滩、山谷、沙丘和沙漠等多种地貌^[36]。海湾构造省是半岛向西北漂移后留下的复杂槽，延伸到海湾的水文范围之外，在其南部与下加利福尼亚裂谷顶端的大陆边缘共轭，位于特雷斯马里亚斯群岛附近，超出了海湾本身；在北部的“海湾头”，科罗拉多河的三角洲延伸到构造洼地，并隔离了索尔顿海槽，也是海湾构造省的一部分^[34]。

在加利福尼亚湾所处地域，由于太平洋板块和北美板块之间的转换边界相互移动导致沿板块边界形成垂直裂纹，产生转换断层，发散板块和变换板块边界经常同时出现，但强度不同。在南部，发散的板块边界更占主导地位，海底扩张区域由转换断层连接；在北部，转换板块边界更占主导地位，转换断层区域由较小的海底扩展区域连接^[3]。

加利福尼亚湾的环流是潮汐和与太平洋的低频共振荡、海面风通量和热通量的强迫、非线性相互作用和地形影响的结果^[37]。该海湾呈现出的海洋学特征与纬度和尺寸相似的半封闭海不同，具有其独特性，最重要的是强烈的潮汐混合导致长期剩余环流，其中包括200米以上的流出和200米以下的流入，以及季节性反转的表层，其中一些潮汐混合接近深分层。在夏季，大陆架的洋流是由海岸困波引起的，而在冬季，它们是由风驱动的。加利福尼亚湾中最重要的年际异常是厄尔尼诺（El Niño）引起的^[38]。

加利福尼亚湾的许多广阔的海洋学特征是由太平洋强加的，它通过一个200千米宽和大约2700米深的入口与太平洋有开放的交流。其水团与热带太平洋东部的水团相同，当地形成的加利福尼亚湾水（盐度>34.9）是热带地表水和亚热带地下水的混合物，通过海湾内部的混合和蒸发转化而成^[15]。加利福尼亚湾的水团呈现出两个分支：其中一个主要含有加利福尼亚湾水（GCW），是东北热带太平洋中盐分最高的水（盐度>35.1）；另一种的盐度值通常低于35.1，为加利福尼亚湾水（GCW）、加州洋流水（CCW）和热带地表水（TSW）之间的混合^[39]。而在加利福尼亚湾的入口处，则至少可以找到三种不同水团的汇聚，热带地表水（TSW），亚热带地表水（StSsW）和产生热海洋锋面的加利福尼亚湾水（GCW）^[2]。在春季，加利福尼亚湾水（GCW）沿加利福尼亚湾东海岸流出，加州洋流水（CCW）则沿西海岸流入；在夏季，热带地表水（TSW）和加利福尼亚湾水（GCW）之间存在水过渡，沿海岸东侧流入加利福尼亚湾，而加利福尼亚湾水（GCW）则从西侧流出加利福尼亚湾^[39]。

加利福尼亚湾在海湾口处水流温度较低，温度（T）<20°C，含盐量较低，盐度（S）<34.5；北西向输送到的水流为温水，中等盐度（T>25°C；34.6<S<34.9）；从热带东太平洋东南区向南输送为高盐度、中温水（S>34.9；22°C<T<25°C）^[2]。

加利福尼亚湾的潮汐范围为10米，水流超过6节^[注1]，是世界上最壮观和最危险的潮汐之一^[16]，其中加利福尼亚湾北部的平均潮差相对较大，在4米至5米之间^[40]。在加利福尼亚湾，其潮汐流会产生内部潮汐、孤立子包和海面温度锋，造成喷流现象，此外沿海上升流也会在大陆海岸产生与海角分离的射流^[38]。

加利福尼亚湾碎屑沉积物主要来自于索诺拉南部、锡那罗亚和纳亚里特西部马德雷山脉的河流。在中央海湾地区，大量的浮游生物在高产的地表水中提供了大量的上层碎屑，这些碎屑构成了几个深海盆地中大约一半的沉积物，相对纯净的硅藻软泥池塘填满了这些盆地的一些洼地^[41]。海湾北部三分之一的沉积物是三角洲沉积物，南部三分之一的沉积物是正常的海相绿泥，由贝壳碎片和陆地碎屑组成的沙子和砾石集中在海岸与岛屿之间的河道中^[33]。

加利福尼亚海湾中的岛屿和小岛大多是火山形成的，该地区有700多种维管植物，如西洋马齿苋Sesuvium verrucosum）、盐草（Batis maritima）、水芹（Cressa truxillensis）等^[9]，以及多种类的多肉植物，包括一些世界上最高的仙人掌，高度超过25米^[10]。

加利福尼亚湾地区的海洋物种丰富，有4852种无脊椎动物，其中近16%的大型无脊椎动物物种是地方性的，大多是软体动物和节肢动物^[42]，栖息着世界上38%～39%种类的海洋哺乳动物，约900种热带和温带鱼类、5种海龟、626种大型藻类、115种爬行动物、154种鸟类^[23]，其中有多种类留鸟和候鸟，一些小岛屿上栖息着世界上大部分的红嘴灰鸥（Heermann's Gulls）、蓝脚鲣鸟（Blue-footed Booby）和美州黑叉尾海燕^[43]（Black Storm-Petrel）^[10]。海湾内还包括被IUCN（世界自然保护联盟）列为“极危”的圣卡特里纳岛响尾蛇（学名：Crotalus catalinensis）与鼠海豚（学名：Phocoena sinus）等保护动物^[23]。

加利福尼亚湾的岛屿和保护区包括生物多样性，地理环境等海湾所有组成部分，从北部的科罗拉多河三角洲延伸到下加利福尼亚半岛顶端东南270千米处，该遗产包括244个岛屿和小岛，分布在八个主要群体中，另外还有9个带有沿海和海洋区域的保护区。总面积为1837194平方千米，其中约四分之一是陆地，其余为海洋^[22]。该遗址包括的9个自然保护区：加利福尼亚湾上游生物圈保护区（Biosphere Reserves of the Upper Gulf of California）和科罗拉多河三角洲保护区（Colorado River Delta）、圣佩德罗·马蒂尔岛（ San Pedro Martir Island）、埃尔·比斯凯诺岛（El Vizcaino Island）和马里亚斯群岛（Marias Island）、洛雷托湾（Loreto Bay National Park）、卡波普尔莫（Cabo Pulmo）和伊莎贝尔岛（Isabel Island National Parks）国家公园，以及加利福尼亚湾群岛和卡波圣卢卡斯岛（Cabo San Lucas Island）的动植物保护区^[20]。

卡波普尔莫（Cabo Pulmo）保护区的珊瑚礁是加利福尼亚湾和东太平洋最重要的珊瑚礁之一，该地区占地1838平方千米^[44]，随着渔业发展而造成过度捕捞，海洋生态系统受到破坏，珊瑚礁被藻类覆盖，并频繁出现了珊瑚白化现象。墨西哥政府于1995年6月正式创建了卡波普尔莫国家公园，禁止人类开发卡波普尔莫的珊瑚礁自然保护区，此后该地区的鱼类生物量增加了460%，珊瑚礁的生物量达到与从未被捕捞的原始珊瑚礁相似的水平，此外，鲸鲨、蝠鲼、座头鲸和濒临灭绝的海龟种群数量也有所回升^[45]。

加利福尼亚湾有922个岛屿，包含37个主要岛屿，其中最大的两个是安赫尔德拉瓜尔达岛（Isla Ángel de la Guarda）和蒂布隆岛（Tiburón Island）^[6][7]。

安赫尔德拉瓜尔达岛是加利福尼亚湾的第二大岛，全长895千米，面积936平方千米，它位于下加利福尼亚半岛附近的洛杉矶湾（Bahía de Los Angeles），主要由中新世安山岩构成^[46]。该岛北端最高海拔为1315米度，岛上存在着不同的鲸鱼，其中最常见的是长须鲸（Balenoptera physalus），最丰富的物种是普通海豚，此外岛上还栖息着鱼鹰、蜂鸟以及猫头鹰等多种鸟类^[47]。

蒂布隆岛（Isla Tiburón或Isla del Tiburón， Tiburón Island）是加利福尼亚湾最大的岛屿，也是墨西哥最大的岛屿，面积为1208平方千米，位于北纬28°45′-29°15′，西经112°16′-112°36′之间^[48]，离索诺拉海岸最近的地方只有3千米^[49]。蒂布隆岛由熔岩、凝灰岩和其他火山喷发的岩石构成，这些岩石覆盖在花岗质和变质岩之上^[50]。该岛于1963年被宣布为生态保护区^[48]，生存着沙漠大角羊、骡鹿以及多肉植物群落等保护物种^[51][52]。

2010年，加利福尼亚湾沿海地区居住着800多万人口^[25]，包括土著帕帕戈斯群岛、塞里斯人、皮马斯人、亚基斯人、马约斯人、库卡巴斯人、基卡普斯人和科拉斯人^[6]。加利福尼亚湾地区多数人口使用西班牙语，西班牙语是一种罗曼语，源自通俗拉丁语，是印欧语系的一个分支^[53]。此外加利福尼亚湾地区还有部分土著语言如赛里语等^[54]。

加利福尼亚湾是墨西哥海洋渔业的战略区域，其产业发展全面，包括小型中上层物种（占墨西哥海洋渔获总量的40%）、虾（墨西哥在经济收入和就业方面最重要的渔业）、巨型鱿鱼和黄鳍金枪鱼等。当地的海湾地区还有大量小规模沿海渔业，其他相关的人类活动还包括对虾养殖、旅游业和农业等^[42]。

加利福尼亚湾海域每年生产约70万吨海产品，包括约40%的副渔获物。海产品产量占墨西哥渔业产量的40-77%，约占其产值的50%（2014年为3.3亿美元）^[55]。墨西哥约97%的对虾养殖池塘位于加利福尼亚湾的下加利福尼亚州、南下加利福尼亚州、索诺拉州、锡那罗亚州和纳亚里特州^[56]，在1980年代，加利福尼亚湾成为美洲大陆水产养殖池塘虾的第二大生产国，截至2015年，加利福尼亚湾地区超过16000平方千米的土地被清理用于水产养殖，作物以及放牧^[29]。此外，在20世纪70年代初，加利福尼亚湾开始捕捞巨型鱿鱼（Dosidicus gigas），到1980年，年均捕鱼量超过了22000吨^[57]。加利福尼亚湾地区同时提供了墨西哥一半的渔业相关工作，截至2016年，该地区约有有937艘大型渔船和超过12500艘小型渔船在运营^[55]。

加利福尼亚湾旅游活动区域包括沙漠、海滩、岛屿、山脉、公园、瀑布、自然保护区等，截至2023年，构成加利福尼亚湾地区的五个州^[注4]占墨西哥国内生产总值（GDP）的10.3%和全国旅游GDP的9.4%；此外，其旅游活动在区域经济中的份额为7.9%^[58][59]。加利福尼亚湾的海洋生态旅游也是该地区一项重要的经济活动，每年吸引约90万人，2016年该地区旅游消费超过5亿美元^[55]。

加利福尼亚湾水域中的有害藻华（HAB）与海湾中的生物体包括鸟类，海龟、鱼类等野生动物的死亡率有关^[60]，例如2007年，加利福尼亚湾的一种产生神经毒素的有害藻华杀死了100000只龙虾以及其他海洋生物^[61]。加利福尼亚湾沿海环境水域还受到水和沉积物中的汞含量的影响。此外由于暴露于机械侵蚀和紫外线辐射，塑料碎片逐渐降解为中塑性（>5毫米），然后降解为更小的微塑料（<5毫米），因此，在世界海洋中很容易观察到密集的微塑料，加利福尼亚湾水域中同样也有塑料污染对海洋生物造成的影响。在加利福尼亚湾生态区，污染源有沿海水域附近活动产生城市污水、工业排放和水产养殖业径流等直接污染源，以及来自离海岸相对较远的几种陆上活动的材料，涉及农业中的营养物质和杀虫剂，大气污染物等扩散源。^[60]。

世界自然基金会（WWF）在加利福尼亚湾地区建立海洋保护区网络、促进可持续渔业、鼓励可持续沿海发展等^[6]。海洋保护区^[注5]增加了加利福尼亚湾海域内许多物种（特别是渔业物种）的生物量、物种多样性和遗传多样性，以及个体大小、年龄和繁殖潜力，并出口卵、幼虫和成虫，以支持邻近地区的渔业，是加强渔业、保护生物多样性和适应气候变化的有效管理工具^[55]。

加利福尼亚湾有187383平方千米的红树林，占墨西哥红树林的24%。为了避免森林砍伐和灌木红树林退化，加利福尼亚湾海域通过蓝碳项目以墨西哥联邦政府的保护特许权保护该地区16058平方千米的红树林，此外除了避免碳排放之外，蓝碳项目还提供了多种生态系统服务，如海岸保护，渔业支持和改善水质等^[29]。

加利福尼亚湾有世界上最小的鼠海豚——小头鼠海豚，它们是世界上最稀有的海洋哺乳动物，正处于灭绝的边缘^[62]，栖息地丧失和渔网是小头鼠海豚和其他海洋物种（如海龟和鲨鱼）的主要威胁。为了保护该物种免于灭绝，世界自然基金会在小头鼠海豚主要生存海湾的北部水域建立了海洋保护区，以及部分海域被指定为世界遗产^[6]。

加利福尼亚湾内有244座岛屿被联合国教科文组织于2005年列入了世界自然遗产名录。该海湾内有洛雷托湾（Parque Nacional Bahía de Loreto）和圣埃斯皮里图群岛（Parque Nacional Archipiélago de Espíritu Santo）等6座墨西哥国家公园^[23]。

洛雷托湾国家公园（Parque Nacional Bahía de Loreto）位于加利福尼亚湾内，于1996年成立^[63][64]，该国家公园地理位置中心位于北纬25°49'，西经111°08'，由科罗纳多群岛、丹赞特群岛、蒙特塞拉特群岛、加泰罗尼亚群岛和德尔卡门群岛在下加利福尼亚州东海岸组成，洛雷托国家公园占地面积为206581平方千米，岛屿内气候干旱，有岩石斜坡和沙漠植被，以及红树林水湾等。岛上海洋哺乳动物的多样性高于墨西哥其他地区，如蓝鲸、长须鲸、座头鲸、逆戟鲸和海豚等^[65]。

圣埃斯皮里图群岛国家公园是专门的海洋区域，于2007年5月10日成立，位于加利福尼亚湾，靠近南下加利福尼亚州拉巴斯市的海岸。该群岛由北部的拉帕蒂达岛和圣埃斯皮里图岛两个较大的岛屿组成，以及位于圣埃斯皮里图岛西海岸的三个小岛，分别称为拉巴莱纳岛、埃尔加洛岛和拉加利纳岛。海洋保护区面积为587平方千米，包括两个多边形区域，第一个位于圣埃斯皮里图岛和拉帕蒂达岛周围，面积为577.5平方千米；第二个多边形位于圣埃斯皮里图群岛下方，面积为9.09平方千米^[66]。该群岛还保留了佩里库土著群体的重要考古遗迹，以及由曼努埃尔·德·奥西奥（Manuel de Ocio）发起并由加斯顿·维韦斯（Gastón Vives）增加的古代珍珠活动的遗迹^[67]。圣埃斯皮里图群岛国家公园陆地上有200多种维管植物，其中53种是其他岛屿和该地区的特有植物，有70多种动物群，分为两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物等群体。在海洋部分，有50多种在群岛中休息或筑巢的水禽，以及至少15种海洋哺乳动物^[66]。