“失落的天堂”是怎樣形成的

梁光河

在印度洋寬廣的藍(lán)色海域中，呈南北向展布著一個(gè)島鏈，其中有一串被白沙環(huán)繞的綠色島嶼，它們就是馬爾代夫群島。白沙多位于熱帶、亞熱帶海域，是珊瑚貝類等破碎化的產(chǎn)物，主要成分是碳酸鈣等，因此呈現(xiàn)出白色。

除了清澈的海水、白沙灘和熱帶的晴朗天氣，馬爾代夫豐富的植被也為游客提供了返璞歸真的自然體驗(yàn)。很多游客在領(lǐng)略過馬爾代夫的藍(lán)、白、綠三色后，都認(rèn)為它是地球上最后的樂園。有人形容馬爾代夫是上帝抖落的一串珍珠，也有人形容這里是一片碎玉。這兩種形容都很貼切，白色沙灘環(huán)抱的海島就像一粒粒珍珠，珍珠旁的海水就像是一片片的美玉，西方人因此喜歡稱呼馬爾代夫?yàn)椤笆涞奶焯谩薄?img alt="" src="https://cimg.fx361.com/images/2017/04/01/bkzs201706bkzs20170602-1-l.jpg" style="">

這個(gè)美麗的群島是怎樣形成的呢？

謎樣成因

在解釋這個(gè)問題之前，我們先來了解一下馬爾代夫群島的基本情況。

馬爾代夫位于印度南方650千米的海域，由北向南經(jīng)過赤道形成了一條長(zhǎng)長(zhǎng)的礁島群帶。它由26組環(huán)礁組成，這些環(huán)礁包括1190個(gè)珊瑚礁島，其中199個(gè)島嶼有人居住，991個(gè)為荒島。這些島嶼都是因?yàn)楣糯５谆鹕奖l(fā)而成，有的中央突起成為沙丘，有的中央下陷成環(huán)狀珊瑚礁圈。

印度洋中北部有兩個(gè)明顯的海嶺：東側(cè)的叫九十度東海嶺；中間的叫查戈斯拉克代夫海嶺，馬爾代夫群島只是查戈斯拉克代夫海嶺北部的一小段（圖1）。

馬爾代夫群島總面積約為9萬平方千米（含領(lǐng)海面積），陸地面積約為298平方千米。群島南北長(zhǎng)約820千米，東西寬約130千米，島嶼平均面積為一兩平方千米，地勢(shì)低平，平均海拔1.2米。由于位于赤道附近，馬爾代夫因而具有明顯的熱帶氣候特征，無四季之分。年降水量2143毫米，年平均氣溫28℃。

地球上大洋中的島嶼按成因可分為沖積島、大陸島、火山島和珊瑚島。馬爾代夫群島是在火山島基礎(chǔ)上發(fā)展起來的珊瑚島。這些火山島為什么會(huì)有規(guī)律地呈線性排列，火山從地下深處噴發(fā)出來又為何會(huì)形成這些島嶼，一直是一個(gè)謎。

不成立的假說

關(guān)于馬爾代夫的成因機(jī)制，在地球科學(xué)領(lǐng)域一直存在很大爭(zhēng)議。前人對(duì)馬爾代夫群島的成因有兩種解釋：一種觀點(diǎn)認(rèn)為是地幔柱成因，另一種觀點(diǎn)認(rèn)為它是一條古洋中脊。

地幔柱假說認(rèn)為，地下深處存在一個(gè)類似燃燒著的火爐，它在地球深部烘烤著大洋板塊，使其發(fā)生熔融，為火山噴發(fā)提供巖漿來源。這個(gè)熱點(diǎn)是不會(huì)移動(dòng)的，隨著印度洋板塊的不斷漂移運(yùn)動(dòng)，在印度洋底產(chǎn)生一系列線性分布的火山島。這些火山島的形成年齡具有嚴(yán)格的時(shí)間-空間線性變化特征。不過，對(duì)于馬爾代夫的形成原因，上述觀點(diǎn)顯然說不通，原因有二：一是在馬爾代夫島鏈上的巖石測(cè)年數(shù)據(jù)大多在40Ma～60Ma（Ma為百萬年）之間，而且沒有嚴(yán)格的時(shí)間-空間線性變化特征；二是很難解釋這個(gè)地方的深處為何一直存在一個(gè)熱點(diǎn)，并且這個(gè)熱點(diǎn)一直待在原地不動(dòng)。

古洋中脊（已經(jīng)死掉或者不活動(dòng)的洋中脊）的觀點(diǎn)也難以成立：一是洋中脊上應(yīng)該存在所謂的轉(zhuǎn)換斷層（轉(zhuǎn)換斷層通常應(yīng)該垂直于洋中脊分布），但在馬爾代夫島鏈上根本不存在這樣的轉(zhuǎn)換斷層；二是印度洋的地質(zhì)演化歷史并不支持該區(qū)域存在這個(gè)古洋中脊。

既然這兩種成因假說都不成立，那么，馬爾代夫群島到底是怎樣形成的？

成因機(jī)制新認(rèn)識(shí)

要弄清楚馬爾代夫的成因，需要先了解大陸漂移和海底擴(kuò)張兩個(gè)地球科學(xué)中的基本假說。

大陸板塊存在大規(guī)模水平漂移是地球上的普遍現(xiàn)象，而且大陸板塊目前還在運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)代精確的GPS測(cè)量和古生物古地磁都有確鑿證據(jù)表明，大陸板塊會(huì)漂移。大陸漂移的源動(dòng)力是什么呢？

早在100多年前，德國(guó)科學(xué)家魏格納就提出了大陸漂移學(xué)說。他認(rèn)為，大陸板塊自己會(huì)漂移，動(dòng)力主要有兩個(gè)：一是因地球自轉(zhuǎn)存在一個(gè)指向赤道的離極力，二是因地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生向西的地轉(zhuǎn)偏向力。

其后，地球物理學(xué)家經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，這兩個(gè)力非常小，不足以推動(dòng)巨大的板塊克服阻力發(fā)生漂移。更不符合邏輯的是，這兩個(gè)力都是系統(tǒng)作用力；也就是說，它們針對(duì)地球上的所有大陸板塊都是一樣的。按照這個(gè)觀點(diǎn)，現(xiàn)實(shí)中應(yīng)該發(fā)生大陸板塊統(tǒng)一向赤道漂移或向西漂移的情況，事實(shí)上并沒有出現(xiàn)這種情況。魏格納提出的漂移動(dòng)力因而被業(yè)界否定。

魏格納后來也承認(rèn)，大陸運(yùn)動(dòng)起因這一難題的真正答案仍有待尋找，大陸漂移理論中的“牛頓”還沒有出現(xiàn)。

為了解釋大陸漂移的動(dòng)力來源，美國(guó)科學(xué)家赫斯于1961年提出了海底擴(kuò)張假說。海底擴(kuò)張假說認(rèn)為，由于洋中脊不斷噴發(fā)玄武巖造成了海底擴(kuò)張，像傳送帶一樣拖動(dòng)大陸板塊發(fā)生漂移。基于泛大陸的裂解（泛大陸，也叫超級(jí)大陸，是指侏羅紀(jì)末期的那個(gè)全球唯一的超級(jí)大陸，當(dāng)時(shí)全球的主要大陸板塊都拼合在一起。這些大陸包括歐亞大陸、北美大陸、南美大陸、非洲大陸、澳大利亞大陸和南極大陸，它們后來發(fā)生了裂解漂移，最終形成了當(dāng)前的地形地貌），其結(jié)論是現(xiàn)代海洋中的洋殼板塊都是160Ma以后的，洋中脊附近因?yàn)槎际切律傻膸r石，其年齡應(yīng)該是0。事實(shí)果真如此嗎？

我國(guó)著名地學(xué)科學(xué)家任紀(jì)舜院士于2015年在《地質(zhì)評(píng)論》上發(fā)表了標(biāo)題為《尋找消失的大陸》的論文。該論文稱，全球深海鉆探、海洋地質(zhì)和地球物理調(diào)查表明，全球大洋中存在大量的古大陸殘片。按照海底擴(kuò)張假說，洋中脊上的巖石年齡應(yīng)該接近于0；但事實(shí)上并不是這樣的，在赤道大西洋洋中脊附近，發(fā)現(xiàn)大量古老的大陸巖石分布。這些巖石年齡少則300Ma～330Ma，多則1600Ma～1850Ma。這與傳統(tǒng)的海底擴(kuò)張假說完全不符。大洋中的古大陸殘片的發(fā)現(xiàn)否定了海底擴(kuò)張假說。

赫斯等人是基于太平洋東北角和大西洋北部局部的磁異常帶（海底擴(kuò)張假說認(rèn)為，地磁異常會(huì)平行于洋中脊，并呈對(duì)稱分布）與洋中脊平行，進(jìn)而提出海底擴(kuò)張假說的，那么，全球所有的磁異常條帶都與洋中脊平行嗎？

2007年，法國(guó)地質(zhì)局編繪了目前全球唯一的世界磁異常圖。遺憾的是，該圖否定了條帶狀磁異常與洋中脊平行的這種所謂普遍規(guī)律。

眾所周知，紅海是一個(gè)新生代才裂開的新海洋。按照海底擴(kuò)張假說，磁異常條帶必定和洋中脊呈現(xiàn)條帶狀平行分布，但實(shí)際上并非如此。在紅海西部，磁異常條帶幾乎與洋中脊垂直；但在紅海東部，磁異常并不呈條帶狀，而是呈現(xiàn)團(tuán)塊狀沿著洋中脊分布，沒有平行分布的特征。也許有人會(huì)說，紅海是一個(gè)還沒有被完全擴(kuò)張開的海洋，所以磁異常條帶與洋中脊不平行。

我們接下來看看與紅海鄰近的印度洋。印度洋是一個(gè)成熟的大洋，那里的洋中脊按照海底擴(kuò)張假說應(yīng)該與磁異常帶平行。可二者之間并沒有平行關(guān)系。事實(shí)上，在太平洋和大西洋等全球各區(qū)域，大多數(shù)地區(qū)的磁異常條帶并不平行于洋中脊。

既然海底擴(kuò)張不存在，那么到底是什么原因使大陸板塊發(fā)生了大規(guī)模的水平漂移呢？

根據(jù)地?zé)釋W(xué)常識(shí)，我們知道，大陸上的平均地溫梯度是每百米增溫3℃，超深鉆探也驗(yàn)證了這個(gè)地溫梯度的正確性。這就意味著，在地表之下40千米處的溫度可達(dá)1200℃。大洋地溫梯度遠(yuǎn)高于大陸，在1200℃的高溫下，絕大部分巖石會(huì)變成熔融狀態(tài)的巖漿。

新的大陸漂移說認(rèn)為，大陸板塊是飄浮在大洋板塊之上的，其主體部分沉入大洋板塊中，隨著距地表深度的增加，溫度逐漸增高，巖石逐漸由彈性變?yōu)檐浰苄裕▓D2），導(dǎo)致大陸板塊底部飄浮在大洋深處的巖漿上。

我們可以形象地把大陸漂移比喻成“平底熱鍋里會(huì)自己跑的黃油”。這個(gè)運(yùn)動(dòng)過程是基于大陸板塊首先發(fā)生裂解，產(chǎn)生了一個(gè)裂縫，使得大洋深處的巖漿上涌。在初始階段，大陸漂移與海底擴(kuò)張一致，但洋中脊噴出的巖漿很快被溫度較低的海水熄滅，因此海底擴(kuò)張不能持續(xù)，但大陸板塊漂移后在其后面持續(xù)不斷地涌出巖漿并不斷被海水熄滅，這個(gè)熱力推動(dòng)過程持續(xù)推動(dòng)大陸板塊向前漂移。其基本邏輯很簡(jiǎn)單：在大陸板塊的運(yùn)動(dòng)中，其前方處于擠壓環(huán)境，地下深處的巖漿無法外泄，其后部處于開放環(huán)境，地下深處的巖漿持續(xù)上涌，推動(dòng)大陸板塊向前運(yùn)動(dòng)。

根據(jù)這個(gè)模型，大陸板塊漂移后會(huì)留下尾跡，也可能會(huì)留下火山島鏈、大陸碎片遺撒物。據(jù)此我們可以很容易地通過大陸板塊漂移過后的尾跡來追蹤其來源及漂移方向。這與刑事鑒識(shí)活動(dòng)中對(duì)足跡的分析類似，通過簡(jiǎn)單分析，就可以大致判斷嫌疑人的去向。

位于印度洋的馬爾代夫群島就是這樣一個(gè)典型。眾所周知，印度大陸板塊（主要包括當(dāng)前的印度陸地）是從南往北正快速移動(dòng)的一個(gè)較大板塊， 印度大陸板塊從印度洋中部漂移到當(dāng)前位置，并與歐亞板塊碰撞拼合，前端形成了著名的青藏高原和喜馬拉雅山脈。它漂移后在印度洋上留下了深切割的海溝，使得這些區(qū)域的洋殼變薄，引起印度洋深處的巖漿沿著這條薄弱的深切割海溝噴（涌）出，產(chǎn)生了這些島鏈。從圖3中我們可以很清楚地看出，印度板塊向北漂移中在尾部遺留下來一個(gè)明顯的刮痕，形成了馬爾代夫火山島鏈。

新大陸漂移模型能合理解釋大洋中存在的諸多地形地貌特征，也能合理解釋太平洋中那些線狀火山島的成因機(jī)制，推測(cè)出它們?cè)?jīng)是大陸板塊漂移后留下的軌跡和薄弱地帶。

這就是說，大陸板塊漂移后會(huì)在大洋中留下類似車轍的深溝，這些深溝是大洋板塊的薄弱地帶。在大陸板塊漂移過后，大洋板塊深部的巖漿可能會(huì)涌（噴）出。按照這個(gè)推論，大陸板塊漂移后應(yīng)該在洋殼上留下切割深度差不多的海溝，噴發(fā)出連續(xù)的火山島。

但是為什么馬爾代夫島鏈上不是連續(xù)噴發(fā)的火山島，而是隔一段出現(xiàn)一個(gè)火山島并且呈不均勻分布呢？

道理其實(shí)很簡(jiǎn)單。由于地球演化的歷史上溫度不斷變化，造成了全球海平面的持續(xù)性非穩(wěn)定周期變化：有時(shí)候氣溫升高，海平面上升，在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，大陸板塊浮力增大，其漂移過程中切割洋殼的深度就淺一些；當(dāng)氣溫下降時(shí)，全球海平面隨之下降，這個(gè)時(shí)間段內(nèi)大陸板塊的浮力相應(yīng)減小，其漂移過程中切割洋殼的深度就大一些。因此，最終在洋殼深部受壓的情況下，巖漿會(huì)在切割深的區(qū)域噴出。

仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn)，在馬爾代夫島鏈最北部出現(xiàn)一個(gè)掃尾特征，這個(gè)島鏈并沒有指向印度板塊的最尾端，而是出現(xiàn)一個(gè)大轉(zhuǎn)彎。這又是為什么呢？

這是由于印度板塊在向北漂移的過程中伴隨著逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。古地磁和現(xiàn)代GPS測(cè)量表明，印度大陸板塊在北漂過程中的確伴隨著逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在這種強(qiáng)勁的旋轉(zhuǎn)漂移過程中，由于受力不均衡，使得斯里蘭卡板塊裂解，脫離了印度大陸板塊，同時(shí)也使印度板塊尾部出現(xiàn)了一個(gè)明顯的掃尾特征。

現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)已經(jīng)證實(shí)，印度板塊在北漂過程中，其前方（北面）存在一系列大小不一的板塊，它們被印度板塊推著在新生代向北漂移。印支板塊（主要包括泰國(guó)、老撾和柬埔寨）是一個(gè)克拉通板塊（克拉通，來自希臘語kratos，意為“強(qiáng)度”，是大陸地殼上的古老而穩(wěn)定的部分），推測(cè)其處于印度板塊的東側(cè)（該推測(cè)是根據(jù)在印度洋上存在的九十度海嶺而來的，這個(gè)海嶺是一個(gè)很重的克拉通板塊留下的刮痕），在印度板塊前面獨(dú)自漂移，由于克拉通板塊切割較深，在印度洋海底留下明顯的尾跡，據(jù)此可以推測(cè)出處于馬爾代夫東部的九十度海嶺是印支板塊在北漂中留下的尾跡。印支板塊在印度板塊和歐亞板塊碰撞后，又被擠出形成了現(xiàn)今的地形地貌特征。

被證實(shí)的假設(shè)

既然新大陸板塊漂移模式對(duì)上述問題給出了合理的解釋，那么它是否能得到地質(zhì)學(xué)家的認(rèn)可呢？

圖5給出了美國(guó)一個(gè)石油勘探公司在印度洋孟加拉灣所做的一條人工反射地震勘探剖面。從該剖面，我們可以看出，其勘探深度可達(dá)40千米，如果考慮到地下深處的溫度變化規(guī)律，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，該剖面正好位于新大陸漂移模型的尾部，完全吻合新的大陸漂移模型。也就是說，美國(guó)這家公司所做的地震勘探剖面出現(xiàn)的變化符合前文所做出的大陸漂移模型假設(shè)。地質(zhì)學(xué)家已經(jīng)證明，印度板塊是自白堊紀(jì)開始從遙遠(yuǎn)的南極洲分離出來并漂移到當(dāng)前位置的。

該模型不但合理解釋了馬爾代夫島鏈的成因機(jī)制，也能合理地解釋其附近發(fā)現(xiàn)的大陸板塊殘片，它們應(yīng)該是印度板塊漂移過程中遺撒的大陸殘片。同時(shí)，該模型也能合理解釋新西蘭、冰島、日本、中國(guó)臺(tái)灣陸塊的成因及西北太平洋島弧的成因。

綜上可知，本文給出的證據(jù)說明馬爾代夫的成因機(jī)制是大陸漂移，它源于印度大陸板塊從印度洋中部漂移到當(dāng)前位置，并與歐亞板塊碰撞拼合，前端形成了著名的青藏高原和喜馬拉雅山脈。印度大陸板塊漂移后在印度洋上留下了深切割的海溝，使得這些區(qū)域洋殼變薄，引起印度洋深處的巖漿沿著這條薄弱的深切割海溝噴（涌）出，產(chǎn)生的這些火山島鏈就是馬爾代夫。