北京
來源：科技日報
科技日報記者 陸成寬
全球大洋底部散落著超過四萬座海底山峰，它們從何而來？借助高分辨率全球數(shù)值模型，來自中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所等單位的科研人員揭開了謎底：這些海山的形成，幾乎都與來自地球深部的地幔柱活動密切相關(guān)，為解釋全球海山成因提供了一個統(tǒng)一的物理框架。相關(guān)研究成果10日在線發(fā)表于《自然-地球科學》雜志。
傳統(tǒng)熱點假說認為，從地核與地幔邊界升起的高溫地幔柱，會像固定的焊槍一樣，在緩慢移動的板塊上“燒”出一串海底火山，形成如夏威夷群島般的海山鏈。然而，這樣典型的海山鏈全球僅有50多條，無法解釋遍布各大洋的四萬余座海山，其中絕大多數(shù)是零散分布的孤立海山。數(shù)量有限的“焊槍級”熱點，如何孕育出數(shù)量如此龐大的海底山峰，成為長期困擾科學界的難題。
為破解這一謎題，科研人員利用自主開發(fā)的高分辨率全球數(shù)據(jù)同化模型，并在國家超級計算天津中心“天河”新一代超級計算機上，成功再現(xiàn)了2.7億年來的地球深部動力過程。這個四維模型不僅能模擬地幔柱的時空演化，還重現(xiàn)了現(xiàn)今軟流圈的熱結(jié)構(gòu)。
模型揭示了一個比傳統(tǒng)認識更加豐富的演化圖景：當?shù)蒯Ｖ嫌繒r，大量熾熱物質(zhì)率先在年輕的太平洋板塊下大面積鋪開，形成廣闊的軟流圈熱異常區(qū)。這片區(qū)域雖然不像正中心那樣滾燙，但也足以讓巖石部分熔融，產(chǎn)生巖漿。換句話說，真正孕育出大量零散海山的，不是那幾十把“焊槍”，而是它們在淺部擴散開后形成的一大片“溫熱孕育區(qū)”。
隨著時間推移，地幔柱還能從深處根部分裂出次級地幔柱，源源不斷地增加淺部熱點，形成更多海山鏈。更關(guān)鍵的是，長久留在軟流圈中的殘余熱物質(zhì)，會隨著地幔對流緩緩運移擴散，持續(xù)“滋養(yǎng)”出無數(shù)散落的小型海山。數(shù)據(jù)對比顯示，這些地區(qū)軟流圈的溫度異常，與上方探測到的四萬座海山的高度呈顯著的線性關(guān)聯(lián)，溫度越高，往往海山也越高。
“這意味著，無論是氣勢恢宏的海山鏈，還是看似雜亂的孤立海山，其實都共享同一套深部動力‘引擎’?！闭撐耐ㄓ嵶髡摺⒅袊茖W院地質(zhì)與地球物理研究所研究員劉麗軍說，這一發(fā)現(xiàn)大大拓展了傳統(tǒng)的地幔柱模型。
（中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所供圖）
特別聲明：以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布，本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
