中國科學(xué)院的劉麗軍團(tuán)隊(duì)干了一件事:他們把全球四萬多座海底山丘的成因,塞進(jìn)天河超算里跑了一遍,得出了一個統(tǒng)一答案。
2026年6月10日,《自然-地球科學(xué)》在線發(fā)表了這項(xiàng)研究。團(tuán)隊(duì)用自研的高分辨率全球數(shù)據(jù)同化模型,還原了過去2.7億年地球板塊俯沖的完整演變,同時模擬了地幔熱柱的活動規(guī)律。
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這四萬座海底山丘散布在各大洋深處,此前一直是地球科學(xué)界的難題。主流理論叫“熱點(diǎn)假說”——地球深處的高溫?zé)嶂錾暇徛苿拥陌鍓K,像焊槍一樣燒出一串火山鏈,夏威夷群島就是典型代表。問題是,符合這種特征的火山鏈全球只有五十多個,剩下的幾萬座山丘怎么辦?各國科學(xué)家提過不少猜想,但大多停留在概念層面,沒法驗(yàn)證地下到底發(fā)生了什么。
劉麗軍團(tuán)隊(duì)的思路很直接:既然理論解釋不了,就讓超算來模擬。他們依托國家超級計算天津中心的新一代天河超算,跑了大規(guī)模數(shù)值模擬。模型給出了地下熱柱的位置和地幔軟流圈的熱力狀態(tài),結(jié)論很清楚——不管是一串串的火山鏈還是孤零零的海山,它們都跟地幔底部涌上來的高溫物質(zhì)有關(guān)。
以太平洋海域?yàn)槔@套模擬揭示了一條完整的海山“孕育機(jī)制”:早期階段,大量來自深部地幔的高溫?zé)嵛镔|(zhì)堆積在年輕太平洋板塊下方,催生了大片孤立海山。隨著地質(zhì)演變,主熱柱還會分化出多個小型熱柱,繼續(xù)催生新的山丘。這些殘留高溫物質(zhì)長期呆在地幔軟流圈里,溫度高低直接對應(yīng)海山規(guī)模,等于說這片區(qū)域就是全球海山的“產(chǎn)房”。
另一個鐵證來自數(shù)據(jù)比對:模擬出的殘余熱異常溫度,跟實(shí)地觀測到的四萬座海山高度之間存在顯著的線性關(guān)系。這說明那些熱異常區(qū)域確實(shí)能批量生產(chǎn)零散分布的小型海山。研究補(bǔ)齊了傳統(tǒng)熱點(diǎn)假說的那塊短板,給數(shù)萬座海底山丘找到了統(tǒng)一的動力來源,地幔熱柱理論由此更新了一大步。
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