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本報訊(記者張炯強)今年2月14日,同濟大學海洋與地球科學學院周懷陽教授作爲第一作者,與美國伍茲霍爾海洋研究所的迪克教授在國際權威科學刊物《自然》雜誌聯合發表文章《支撐馬裏安隆起虧損地幔的薄洋殼證據》,文章指出,地球各大板塊邊界“隆起”,或許並非由於地幔內部溫度異常,這一觀點對沿用40多年的“地幔羽”假說提出了挑戰,是地質學領域研究的一個重要突破。這是記者今天上午從同濟大學舉行的新聞發佈會上獲悉的。 “隆起”成因早有假說
地球科學家對地球內部的認識總是始於對地球表面的觀察。基於對大西洋兩岸陸地邊界相合性等方面的證據,魏格納於1912年提出了著名的“大陸漂移”假說;隨後經過衆多科學家的不懈努力,最終於上世紀50—60年代確立了“板塊構造學”理論,從根本上改變了人們對地球內部運動的認識。然而,對板塊內部及板塊分離邊界(洋中脊)上衆多的隆起或海山的成因,至今仍沒有合理統一的解釋。
約40年前,摩根提出了“地幔羽”假說,認爲是地幔內部溫度的局部異常導致的大規模岩漿涌出地表形成了這些“隆起”或海山,“隆起”或海山代表了較厚的地殼或洋殼。其中最通用的例子,就是在大西洋洋中脊上的冰島隆起和在太平洋板塊內部的夏威夷海山鏈。全球的地球化學對比研究似乎也支持這一假說。
《自然》雜誌發表成果
周懷陽教授的研究則發現了不同的結果。他們發現,與已有的地球物理和地球化學預測不同,在西南印度洋洋中脊上,有一塊綿延3100公里長、大小與冰島隆起大致相當的馬裏安隆起地表,那裏廣泛分佈有通常被認爲代表地幔的橄欖岩。在馬裏安隆起東段的53°E洋脊段上,有約3200平方公里大小的區域幾乎完全缺失洋殼,地幔直接出露於地表。他們經過細緻甄別和論證後認爲,馬裏安隆起的洋殼很薄,十分不均勻;造成馬裏安隆起的主要原因是地幔的成分異常,而不是地幔內局部的溫度異常。周懷陽教授指出,部分地幔因爲缺少了一些金屬物質而變得較輕,被稱爲“虧損地幔”,虧損地幔在均衡作用下產生了隆起;而地幔的虧損原因則可追溯到1.8億年前南極板塊和非洲板塊分離時發生的大規模火山作用或甚至更早的地質歷史事件。
英國劍橋大學麥柯勒倫教授在同期《自然》雜誌上撰文對該研究成果進行了評述。除了《自然》雜誌社所屬各種媒體之外,其他一些國際著名科學媒體也發專文對這一成果進行了報道。這項研究成果得到了國家科技部973項目、中國大洋礦產資源研究開發協會和美國自然科學基金委的資助。