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地球上規(guī)模最大的山脈,總長8萬公里,面積1.2億平方公里

 魅力科學(xué)君 2025-10-23

地球上規(guī)模最大的山脈系統(tǒng),并不在陸地之上,而是隱藏在深深的海底,它被稱為“大洋中脊”(mid-ocean ridge)。

“大洋中脊”在全球各大海洋中均有分布,在太平洋,其位置偏向東部,在大西洋,“大洋中脊”呈現(xiàn)為“S”形走向,并且向北一直延伸至北冰洋,而在印度洋,“大洋中脊”分為三支,形態(tài)類似于一個(gè)“入”字。

它們在南半球相互銜接,形成了一個(gè)貫穿全球海底的山脈系統(tǒng),根據(jù)科學(xué)家的估算,其總長約為8萬公里,覆蓋面積更是高達(dá)1.2億平方公里左右。那么,規(guī)模如此巨大的山脈是怎么形成的呢?下面我們就來簡單了解一下其中的原理。

首先來講,地球外層的巖石圈并不是一個(gè)整體,而是分為了若干個(gè)板塊,這些板塊并非固定,而是在緩慢的運(yùn)動(dòng),這也被稱為板塊運(yùn)動(dòng),其主要驅(qū)動(dòng)力則來自地幔對流。

地幔主要是由巖石構(gòu)成,由于處在極高的溫度和壓力之下,它們會表現(xiàn)出一種類似流體的性質(zhì),可以極其緩慢地“流動(dòng)”,而在地球內(nèi)部越往里走溫度就越高,所以它們就會發(fā)生對流運(yùn)動(dòng)(即熱的物質(zhì)上升,冷的物質(zhì)下沉),這就被稱為地幔對流。

地幔對流就像巨大的傳送帶一樣驅(qū)動(dòng)著地球外層的板塊運(yùn)動(dòng),在此過程中,板塊可能會被撕裂,也可能會出現(xiàn)相互碰撞、相互錯(cuò)動(dòng)以及相互分離等情況。

而“大洋中脊”,正是出現(xiàn)在海洋板塊被撕裂或相互分離的地方,當(dāng)?shù)蒯I仙鞒霈F(xiàn)在板塊的薄弱區(qū)域或者兩個(gè)板塊的交界處下方時(shí),板塊就會被其巨大的力量分開,于是一個(gè)巨大的“裂谷”開始形成。

隨著這個(gè)“裂谷”的加深,其下方的地幔上升流承受的壓力也就越來越低,當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí),就會發(fā)生一種被稱為“減壓熔融”(Decompression Melting)的現(xiàn)象。

簡單來講,這種現(xiàn)象就是指足夠高的壓力可以讓高溫的地幔物質(zhì)維持固態(tài),但現(xiàn)在壓力降低了,固態(tài)也就無法維持了,于是它們就會發(fā)生熔融。

“減壓熔融”會產(chǎn)生大量密度相對較低的巖漿,它們會不斷地“上浮”,進(jìn)而沿著“裂谷”所造成的縫隙抵達(dá)海洋的底部。

于是有一部分巖漿就會首先釋放出來,當(dāng)它們遇到海水時(shí)就會凝固成“硬殼”,但下方的巖漿還在繼續(xù)向上擠壓,達(dá)到一定程度時(shí),這個(gè)不是很堅(jiān)固的“硬殼”就會被“撐破”,新的巖漿又會被釋放出來,然后又凝固成新“硬殼”……

隨著上述過程的反復(fù)進(jìn)行,海底就會形成隆起的山脈,而這就是“大洋中脊”的簡單解釋,其規(guī)模之所以如此巨大,其實(shí)是因?yàn)樗堑厍虬鍓K分離邊界的連續(xù)體系統(tǒng),是地球內(nèi)部在漫長的時(shí)間里持續(xù)活動(dòng)的累積結(jié)果。

那未來“大洋中脊”會不會越來越高呢?答案是否定的,因?yàn)椤按笱笾屑埂逼鋵?shí)是填補(bǔ)了板塊分離后產(chǎn)生的“裂縫”,形成了新的地殼。

在剛開始的時(shí)候,“大洋中脊”中心新形成的地殼溫度高、密度低,被地幔上升流托起形成隆起的山脈,但隨著新地殼冷卻、變厚、變重,它就會逐漸向兩側(cè)下沉,與此同時(shí),新的巖漿又在中間補(bǔ)上形成更新的地殼,進(jìn)而推動(dòng)其兩側(cè)板塊持續(xù)分離,這就是所謂的“海底擴(kuò)張”。

也就是說,“大洋中脊”會源源不斷地形成新地殼,并持續(xù)推動(dòng)“老地殼”,直到“老地殼”向下俯沖回到地幔深處“回爐重造”,如此一來,就形成了一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡,也使得地球內(nèi)部和表面的物質(zhì)能夠持續(xù)地交換。

(↑地球海洋地殼的年齡,越偏向紅色端就越年輕,越偏向藍(lán)色端就越古老 )

值得一提的是,“大洋中脊”并不是全都存在于海底,在有些區(qū)域,它也可以露出海面,比如說冰島其實(shí)就是北大西洋中脊露出海面的一小部分,所以那里也成為了科學(xué)家研究“大洋中脊”的珍貴窗口。

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