点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:北极之谜:海底岩浆丰富还是极度贫瘠?
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

北极之谜:海底岩浆丰富还是极度贫瘠?

来源:中国科学报2024-09-10 10:23

  超慢速扩张洋中脊的岩浆是极度贫瘠还是丰富,一直以来都是困扰科学家的难题。传统观点认为,超慢速扩张洋中脊的岩浆供给极度贫瘠。然而,最新的研究成果颠覆了这一观点。

  近日,《自然》在线发表了中国工程院院士、自然资源部第二海洋研究所研究员李家彪领衔,中国科学院南海海洋研究所、南方科技大学、法国巴黎地球物理研究所等单位科学家合作的最新成果。他们首次在极端的北极环境中,发现超慢速扩张洋中脊的岩浆活动存在超强变化,部分区域的地壳甚至厚达9000米。

  “这打破了之前国际上关于北极高纬度密集冰区无法进行海底地震仪探测的论断,颠覆了学术界一直认为的‘超慢速扩张洋中脊岩浆供给极度贫瘠’的观点,完善了地球板块边界动力学理论。”论文共同作者、中国科学院南海海洋研究所特聘研究员林间对《中国科学报》表示,该发现填补了国际研究空白。

  探究“最后一块拼图”

  深海洋中脊是地球表面最长的海底山脉,是洋壳与大洋板块诞生的地方,孕育了大量矿产资源。地球上的超慢速扩张洋中脊山脉,分别位于偏远的西南印度洋与北极之下。早在2003年,林间就与合作者对西南印度洋中脊进行了探测,提出了超慢速扩张洋中脊地幔动力学经典模型。

  由于北冰洋加克洋中脊海域常年冰封,开展冰下海底地震探测十分困难,成为地球板块边界动力学观测的“最后一块拼图”。为此,李家彪发起了“北冰洋洋中脊国际联合考察计划”,并于2021年带队前往北极加克洋中脊开展中国第12次北极科学考察。

  研究区域覆盖的极厚冰层给仪器安置工作出了难题。幸运的是,研究团队乘坐的“雪龙2”号破冰船凭借其全球首创的船艏和船艉双向破冰技术,成功克服了这一困难。

  破冰船在厚厚的冰层上开辟出一条“水路”,李家彪团队迅速投放了海底地震仪等科学仪器。在破冰船的尾部,他们释放空气枪作为人工地震源,海底地震仪负责接收信号。团队共投放自主研制的海底地震仪43台,成功回收42台,获得大量珍贵的科学探测数据。之后,研究人员对收集到的数据进行了详细分析。

  论文第一作者、自然资源部第二海洋研究所研究员张涛介绍,基于这次海底深部探测和综合调查,研究团队发现了北极超慢速扩张洋中脊极端丰富和变化的岩浆供给特征。“2015年,科学家在西南印度洋中脊也发现了超厚地壳。将这两种现象结合起来,我们突然醒悟,原来这种超厚地壳很可能是常态,是超慢速扩张洋中脊特有的超强变化。”

  提出地幔动力新机制

  超慢速扩张洋中脊是海底扩张和板块运动在地球表面留下的壮观的痕迹之一,它们以极低的速率扩张,形成了独特的地质特征。根据地幔动力学经典理论,洋中脊下的地幔被板块拖曳着向上运动而呈现被动上涌,即被动地幔上涌机制,形成的岩浆量(即地壳厚度)受扩张速率的控制。

  “北冰洋加克洋中脊是典型的超慢速扩张洋中脊,科学家一直预测那里难以形成地壳,地壳厚度可能接近于零。”林间告诉《中国科学报》,最新研究提出了全球洋中脊系统均受主动和被动地幔上涌双机制控制的新理论,改变了学界一直认为的超慢速扩张洋中脊岩浆极度贫瘠的观点。

  论文共同作者、中国科学院南海海洋研究所助理研究员查财财介绍,根据扩张速率的不同,全球洋中脊被分为快速扩张、慢速扩张和超慢速扩张3种类型。传统的被动地幔上涌理论很好地解释了从快速扩张到慢速扩张洋中脊的地壳增生,但在超慢速扩张洋中脊中,理论预测与实际观测存在很大偏差。

  该新发现挑战了传统洋壳增生的经典理论,揭示了超慢速扩张洋中脊局部大规模岩浆活动的普遍性。李家彪团队提出,在占全球洋中脊系统约20%的超慢速扩张洋中脊下,主动地幔上涌机制占据了主导地位。

  《自然》审稿专家对该研究成果给予了高度评价,认为这是首次在北极地区进行大规模的冰下海底地震探测实验。这一突破性的尝试将极大激发人们对洋中脊领域的研究兴趣。研究中发现的地壳厚度变化非常显著,并且测量结果与传统观念存在较大差异。这表明需要采用新的理论模型来解释这些发现。

  “这项工作不仅丰富了地球板块边界动力学的理论,还增进了我们对超慢速扩张洋中脊地幔动力学的理解,具有重要的科学意义。”林间表示,随着研究的不断深入,人们有望更加全面、深入地认识超慢速扩张洋中脊的岩浆活动特征。(朱汉斌 李淑)

[ 责编:谢芸 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 南京大屠杀又添新证

  • 云南普洱:博览会上的茶咖相遇

独家策划

推荐阅读
这次经历让我开了窍:一个顶尖的技术工人,不能只满足于执行标准,更要具备在标准之外创造解决方案的能力。我带徒弟,始终坚持“手把手教技能,实打实查问题,面对面讲后果”。
2025-12-05 10:15
由此,研究团队模仿亚洲玉米螟幼虫头壳的结构特点,在实验室中成功“复刻”出具有类似仿生层状结构的水凝胶。为验证实际效果,研究团队将这种水凝胶安装在农业害虫侦查无人机的防撞支架上,并在模拟果园环境的复杂通道中进行测试。
2025-12-05 10:16
“十四五”时期,我国批准上市创新药达210个。为保证药品安全有效,药监部门对新药研发、生产、上市作出一系列严格规定,强化研发生产各环节质量管理。
2025-12-05 10:22
据中国载人航天工程办公室消息,根据计划安排,神舟二十一号航天员乘组将于近日择机实施第一次出舱活动。目前,空间站组合体运行稳定,神舟二十一号航天员乘组状态良好,已做好出舱活动各项准备工作。
2025-12-05 10:17
大国工匠的成长是一个长期、连续、贯通的过程,职业教育要为学生构建可持续发展的成长通道。在新时代的征程中,职业教育应不断探索符合技术技能人才成长规律的教学模式,为培养更多大国工匠、能工巧匠作出更多贡献。
2025-12-05 10:15
12月1日至4日,第十三届世界科学记者大会在南非比勒陀利亚举行。
2025-12-05 10:48
为何CCER可以抵消碳排放?这里不得不提到中国的碳市场。在这样一个市场里,碳减排量可以像日常商品一样被交易。
2025-12-04 10:13
近日,中国科学院院士、中国科学院分子植物科学卓越创新中心(以下简称分子植物卓越中心)研究员林鸿宣团队与上海交通大学研究员林尤舜团队、广州国家实验室研究员李亦学团队合作,种出了“不怕热”的水稻。
2025-12-04 10:03
科学家发现了一种可以在63摄氏度下存活的单细胞变形虫,创造了真核生物的耐热纪录。拉森火山国家公园以冒泡的酸性湖泊和炽热的地热池而闻名,但该变形虫却来自一条pH中性的“热溪流”。
2025-12-04 10:04
根据我国风电光伏基地规划布局方案,至2030年,这些新能源基地总装机规模将达4.55亿千瓦,大约相当于20个三峡水电站的总装机容量——“沙戈荒”生态环境脆弱,一旦遭到破坏,恢复难度大,大规模建设光伏风电发电基地可能会影响当地的植被、土壤和水资源等。
2025-12-04 10:01
光明日报北京12月3日电 记者张胜日前从生态环境部获悉,该部与国家能源局近日联合发布3项针对海陆油气田的温室气体自愿减排项目方法学。这是全国温室气体自愿减排交易市场首次将支持范围扩充到油气开采领域,通过市场机制破解油气甲烷回收利用难题。
2025-12-04 09:58
布局“未来产业”,“十五五”规划建议为什么“点名”量子科技、生物制造等6项产业?如何挖掘中国未来产业的应用价值?
2025-12-03 09:52
记者从工业和信息化部获悉:截至10月末,我国5G基站总数达475.8万个,比上年末净增50.7万个,占移动基站总数的37%。
2025-12-03 09:44
利用美国宇航局“毅力”号火星车捕捉到的声音和电信号,法国科学家提出了火星存在闪电的证据。
2025-12-03 09:41
11月30日,内蒙古自治区乌海市,我国装机规模最大的半固态锂电池电网侧独立新型储能项目成功并网。
2025-12-03 09:34
近日,由中国科学院院士、中国科学院青藏高原研究所研究员丁林领衔的大陆碰撞与高原隆升团队,系统梳理了青藏高原隆升的历史细节。
2025-12-03 09:28
建设教育强国,基点在基础教育。 特别值得一提的是,我校教师创新性地构建了以跨学科项目学习为核心、贯通小初高认知发展,融合科学家精神、工程师思维与设计师视角的科学教育“PRIDE项目式课堂”模式。 此外,科学教育联合培养共同体,也是学校科技教育的有力支撑。
2025-12-02 10:09
今年12月2日是第十四个全国交通安全日,相关部门将围绕“文明交通 礼行天下”主题开展一系列活动。”  公安交管部门提醒:重载车辆、新手驾驶人等慢速群体尽量使用右侧车道通行,减少因较大速度差导致交通拥堵或事故。
2025-12-02 10:08
作为国内单机容量最大、效率最高燃气机组,与传统燃煤机组相比,应急调峰能力大幅提升,能源利用更高效。其碳排放强度仅为百万千瓦燃煤机组的40%,且几乎不产生颗粒物和二氧化硫,从源头减少污染。
2025-12-02 10:08
近日,法国空中客车公司与欧盟航空安全局相继发布声明,要求全球约6000架空客A320系列飞机紧急停飞维修。“此次事件的核心原因是受到单粒子翻转的影响,同时也暴露出航空电子设备对高空飞行环境中太阳辐射影响应对不足。
2025-12-02 10:07
加载更多