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    光明日报 2015年12月18日 星期五

    科技随笔

    西南印度洋中脊为何吸引科学家

    作者:张建松 《光明日报》( 2015年12月18日 10版)

        来自12个国家的30名科学家,正乘坐美国“决心”号大洋钻探船前往西南印度洋中脊海域开展钻探。近年来,西南印度洋中脊已成为地球科学研究的热点地区。

     

        作为南极洲板块和非洲板块的分界线,西南印度洋中脊有独特的超慢速扩张和倾斜扩张的特征,可以让科学家一窥地壳深处的奥秘。

     

        如果去除巨厚的水层,海底地形地貌实际上与陆地很相似:既有平原千里、丘陵逶迤,也有高山峡谷、沟壑纵横。其中,隆起于洋底的巨大“山脉”,撑起了一道道蔚为壮观的“大洋脊梁”。

     

        太平洋的洋中脊位置偏东,称为东太平洋海隆;大西洋的洋中脊位居中央,呈“S”形,向北延伸至北冰洋;印度洋的洋中脊分为3支,呈“入”字形。西南印度洋中脊的西侧与大西洋中脊和美洲-南极洲洋中脊相交于布韦三联点,东侧与中印度洋中脊和东南印度洋中脊相交于罗德里格斯三联点。

     

        根据海底扩张和板块构造学说,洋中脊是洋底的“扩张中心”和新洋壳的“制造工厂”。热的地幔物质沿着脊轴不断上升并发生熔融,形成的玄武质岩浆凝固成新洋壳,并不断向两侧扩张推移。在不同的洋中脊,新洋壳的“制造”速度也不一样。

     

        科学家根据洋中脊的扩张速率和岩浆供给量的不同,将洋中脊划分为快速、中速、慢速和超慢速四种主要类型。其中,超慢速扩张洋中脊是近年来最新划定的,以西南印度洋中脊和北极的加克尔洋脊最为典型。

     

        慢速或超慢速扩张的洋中脊,地幔熔融不能产生足够的岩浆,因此地壳断裂非常普遍,广泛分布着“构造窗”,暴露出地壳的下层。这些“构造窗”是人类目前的钻探技术可以“触摸”到地幔边界的唯一场所。30名中外科学家即将前往的西南印度洋中脊“亚特兰蒂斯浅滩”,就是一处理想的钻探地点。

     

        目前,科学家已经在西南印度洋中脊观察到很多独有的特征:如广泛分布的大型拆离断层、出露海底的蛇纹石化橄榄岩、洋脊斜向扩张、显著变化的轴部水深地形等。深入研究西南印度洋中脊,对于认识超慢速扩张洋脊的岩石圈增生模式、完善地幔上涌模型、热液循环机制等,均具有重要意义。

     

        除了参与国际合作,我国科学家也在这一海域开展自主研究。据中国大洋协会办公室介绍,截至目前,中国已在太平洋、印度洋、大西洋进行了30多个航次的大洋科学考察,航程100多万海里,其中在西南印度洋的航次约占三分之一。2007年,中国在西南印度洋中脊发现了首个活动的热液喷口—龙旂喷口,这也是国际上首次在超慢速扩张的西南印度洋中脊发现活动的热液喷口,具有重要科学意义。2011年,中国与国际海底管理局签订了国际海底多金属硫化物矿区勘探合同,合同矿区位于西南印度洋中脊,面积1万平方公里。

     

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