余星



同學們,海洋地理學是海洋科學中的一個重要組成部分。海底是平坦的嗎?海洋深處有什么寶貝?這些問題海洋地理學都能為你一一解答。今年《百科探秘·海底世界》就請來了國家海洋科學重點實驗室的地質學專家,帶你走進海洋地理學的世界。
我們都知道陸地上最長的山脈是位于南美洲西部的安第斯山脈,長約8900千米。但是,要說地球上最長的山脈,恐怕很少有人知曉。因為它隱匿在深海,只有把所有的海水抽干,我們才能看到它,它就是洋中脊——分布在大洋中央的山脊。
如果我們從北極的海底出發,把加克洋脊、大西洋洋中脊、西南印度洋脊、東南印度洋脊、太平洋一南極洲洋脊和東太平洋海隆視為一條連續的山脈,就形成了長約60000千米的洋中脊,其長度大約是安第斯山脈的7倍!當之無愧是地球上最長的山脈。這條山脈還發育出許多分支,如中印度洋脊、智利洋脊、加拉帕格斯洋脊等。
陸地上的山脈多由板塊擠壓形成,洋中脊恰恰相反,它形成于板塊拉張。洋中脊是板塊的擴張中心,洋中脊軸部兩側的板塊受拉力或推力的作用向兩側移動,洋中脊下部的地幔上升發生熔融,生成巖漿,巖漿噴發冷卻形成火山和熔巖,構成新的洋殼。板塊所受的拉力可能來自遠處俯沖板塊的下拽力,而推力可能源于地幔對流的牽引力。
洋中脊是洋殼的生產車間,那么為什么只有洋中脊附近的洋殼會上升形成山脈?這主要是普拉特重力均衡在“搞鬼”,地形越高,巖石密度越低,反之亦然。洋中脊軸部區域地幔較熱、密度較低,支撐洋殼處于高位:遠離洋脊,巖石變冷,密度變大,逐漸下沉,一升一沉孕育出新的山脈。隨著板塊不斷擴張,新的山脈層出不窮,老的山脈向兩側移動,逐漸下沉變矮,最終形成海盆。
地球上第一條洋中脊是什么時候出現的呢?我們不得而知。但我們知道,洋中脊是有生命周期的,它有新生,也會消亡。在板塊剛開始張裂時,洋中脊還未“露面”,可能會發育成東非大裂谷那樣的巨型裂谷。隨著擴張持續進行,洋中脊由“幼年”逐漸發育成“青壯年”,就像今天的大西洋洋中脊。隨著板塊持續運動,洋中脊可能會靠近俯沖帶,踏上“消亡之路”,如今天的東太平洋海隆。最終一條洋中脊會從一片大洋中消失得無影無蹤。洋中脊的演化過程并非一帆風順,常常會有夭折或是躍遷現象。一條原本處于活動中的洋中脊也許會突然停下,從此退出歷史舞臺,但也可能在停歇一陣之后,從附近區域開辟一條新生的洋中脊,延續它的生命。
洋中脊是地球系統不可或缺的一部分,也是板塊構造的關鍵要素之一。它負責新洋殼的“生產”,實現地球內外圈層間物質和能量的傳遞,也就是從地幔到地殼的演化。它同俯沖帶作用一起構成板塊的循環,控制了固體地球的演化過程。此外,在洋中脊區,還有大量的原始熱液生物,這些生物與生命起源密切相關,洋中脊很可能是地球生命起源的搖籃。