大西洋正在扩张,太平洋遭到压缩,地球变迁

本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。早在年的时候，英国著名哲学家培根就发现，大西洋的南美洲东海岸和非洲西海岸的形状就像是拼图的两个碎片，可以完美地拼合在一起。他大胆地猜想：或许在遥远的过去，这两块大陆是连在一起的。年，在培根发现了这个现象的近年后，德国气象学家阿尔弗雷德·魏格纳躺在床上，百无聊赖地看着世界地图时，也发现了这个有趣之处。和培根不同的是，魏格纳是一名科学家，他果断展开了科学探索，并且那个时候也的确有足够的地质学资料供他参考。（图片说明：大西洋的南美洲东海岸和非洲西海岸的外形几乎可以完美拼合在一起）在综合了地质学、古生物学等许多方面的资料后，魏格纳终于确认了自己的想法，并且在年提出了著名的假说，那就是大陆漂移学说。大陆漂移说在刚刚提出的时候，遭到了一致的反对。直到被提出的50年后，随着相关证据不断被发现，科学家们终于开始接受了这个假说。大陆漂移说的最著名证据之一，就是培根和魏格纳发现的南美洲和非洲海岸线的惊人一致性。这意味着在远古时期（现在认为是大约2.5亿年前），这两块大陆是连在一起的。后来，在漫长的岁月里，两块大陆（包括其他大陆）发生漂移，南美洲和非洲相分离，并且越来越远。就在它们分离的过程中，地球上出现了一块新的大洋，那就是大西洋。直到今天，这个过程依然没有结束。此时此刻，大西洋仍然在扩张，相对应的，是太平洋正在遭受着持续不断的压缩。根据科学家的估计，大西洋的宽度每年都会增加几厘米。虽然和数千公里宽的大西洋相比不算什么，但这几厘米也算是肉眼可见的程度了。而且，若不是人生苦短，我们也能见证大西洋的巨大变迁。造成这个现象的原因，就是地球的板块运动。美洲大陆下的板块和欧洲、非洲下面的板块正在彼此远离，造成了大陆漂移、大西洋扩张的现象。导致这个现象的深层次根本原因何在、到底是怎样的地球物理学力量在牵动着大陆板块的移动，目前仍然有很多不明之处悬而未决，这在几十年的时间里一直困扰着地质学家们。不过最近，研究人员似乎已经发现了一些蛛丝马迹，或许是导致大陆漂移的潜在重要因素。（图片说明：2.5亿年前，地球的大陆还是聚集在一起的）这项研究来自于英国南安普顿大学的一支科学团队，领导者是该校的地震学家MatthewAgius，他们将最新的研究成果发表在了《自然》杂志上，对于我们理解大陆漂移现象有着重要的意义。在地球四大洋的洋底中部，分布着特征类似的海底山脊结构，这就是所谓的洋中脊，也叫中央海岭。洋中脊是非常重要的海洋地质结构，太平洋、大西洋、印度洋的洋中脊总面积达1.2亿平方公里，相当于全球海洋总面积的1/3。其中大西洋中脊和这个大洋的形状类似，呈现出“S”形，长达公里，贯穿大西洋底，将南美洲和非洲隔开，直达北冰洋海底。（图片说明：大西洋中脊）正是这些洋中脊，可能参与了大量上层地幔和下层地幔之间物质的转移，从而对地球的板块构造起到了重要的影响。Agius指出：“通常来说，下沉的板块和上升的羽状流作为物质转移的区域这种说法更被广为接受，洋中脊则普遍被认为不参与这个过程。”而本次研究中，地质学家们恰恰发现了洋中脊所扮演的角色。实际上，得到这样的结论并不容易，这对研究人员的测量方法和难度提出了不小的挑战。为此，他们在大西洋的底部一共部署了39个地震仪，组成了一个强大的观测网络，来观察、记录大西洋中脊的地震活动。（图片说明：本次研究中部署的39个地震仪的位置示意图）通过这39个地震仪所提供的地震读数，研究团队可以清楚地检测处于上地幔和下地幔之间的地幔过渡区内所发生的物质转移情况。通过这个方法，地质学家们成功地实现了对地下公里深的位置进行物质转移情况的成像。分析结果表明，海洋内部化学物质的转移不仅仅出现在大西洋中脊的浅层深度内，甚至可以出现在地幔过渡带的最深处。这意味着，这些升上来的物质是来自于下地幔区域。研究人员向我们介绍说：“这个观测结果告诉我们，那些从下地幔转移到上地幔的物质，不论是持续性的抑或是间断性的，都和大西洋中脊有着一定的关系。再考虑到洋中脊系统的巨大长度和久远历史，这就意味着整个地幔对流的现象比我们以往所认为的要更加频繁。”（图片说明：研究人员在大西洋上投放地震仪）虽然在此之前科学家就已经考虑到了洋中脊对于海底扩张现象的积极影响，但这一次的研究结果告诉我们，洋中脊参与到了整个过程之中，其所深入的程度达到了下地幔层，甚至可能在没有板块俯冲的海底区域发生。牛津大学的高级研究员和地球物理学家MikeKendall介绍说：“长期以来，洋中脊都被认为是在板块构造中充当被动的角色。而这一次研究驳斥了该理论，它表明在大西洋中部等地区，洋中脊的力量在驱动新形成的板块相互分离的过程中扮演了重要的角色。”根据目前的研究，大西洋会在未来的某一天超过太平洋的面积，地球的大陆也会在未来重新聚合在一起，形成新的超级大陆，然后还会再次分开，如此往复。因此，了解板块移动的根源，对于我们来说至关重要。到底是谁在驱动着庞大的大陆板块在地球表面迁移，这个问题或将在不久的未来水落石出。

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