記者從中國科學院地質與地球物理研究所獲悉,該所劉麗軍研究員團隊與合作者,藉助自主開發的高分辨率全球數據同化模型,還原了2.7億年來地球板塊俯衝演變過程,模擬分析了地幔熱柱的活動規律,找到了全球各類海底山丘的統一形成原因,相關成果於6月10日在國際學術期刊《自然-地球科學》發表。
海洋深處遍布着四萬多座海底山丘,散落於各大洋海域。此前主流觀點認為,地球深處的高溫熱柱遇上移動的板塊,會形成連綿的海底火山鏈,典型代表就是夏威夷群島。但這一理論存在明顯短板:符合該特徵的火山鏈僅有50餘個,根本無法解釋數量龐大、分布零散的海底山丘,因此海山的成因也一直是學界難題。多年來,各國科學家提出多種猜想,但大多停留在理論層面,難以印證地球深部的真實活動情況。
我國研究團隊依託天河超級計算機開展了模擬運算,精準還原了全球地下熱柱的位置與地幔軟流圈的熱力狀態。研究證實,不管是連成線狀的海底山鏈,還是單獨分布的零散海山,形成都和來自地幔底部的高溫物質密切相關。以太平洋海域為例,早期大量地下熱物質聚集在板塊下方,催生了大片零散海山。隨着地質演變,主熱柱還會分化出多個小型熱柱,不斷催生新的海底山丘。這些殘留的高溫物質長期停留在地幔軟流圈,其溫度高低和海山規模存在明顯關聯,也證實了這片區域就是海山的「孕育地」。
該研究補齊了傳統理論的短板,為全球數萬座海山找到了統一的動力來源,更新完善了地幔熱柱相關理論,也讓人類對海底地貌的形成演化有了更清晰的認知。
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宋得書
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