海底扩张:含义与过程
从一开始,整个宇宙就是一个发展过程,每一刻都有新的事物形成,旧的事物被摧毁。地球,我们的星球,也是这个宇宙的一部分,它正在经历一个持续的发展过程,其中新的事物正在形成,旧的事物正在被摧毁。海底扩张就是这样一种过程,在这个过程中,新的洋壳形成,而较老的洋壳被摧毁。
海底扩张的含义是什么?
海底扩张是由美国地球物理学家哈里·赫斯 (Harry H. Hess) 于 1960 年提出的,这是一个通常在洋中脊可见的地质过程。在这个过程中,会稳定地形成新的洋底(或严格来说是地壳),由于火山活动(见图),这会相应地将较老的洋底(或地壳)从洋中脊推开。
历史背景
在大西洋海域探测中,赫斯借助声纳技术绘制了海底地图,并追踪了洋中脊(特别是中大西洋洋脊)。通过他的详细研究,他发现中大西洋洋脊附近的温度较高,而离洋中脊越远,温度就越低。他解释说,洋中脊附近温度如此高的原因是岩浆不断从洋中脊泄漏,即火山活动。
赫斯的发现进一步支持了阿尔弗雷德·魏格纳 (Alfred Wegener) 和亚历山大·杜托伊特 (Alexander du Toit) 提出的大陆漂移理论。1912 年,魏格纳解释说,大陆运动穿过了固定且不可移动的海底。此外,几年后,大陆漂移理论和海底扩张理论合并成一个新的理论,今天被称为板块构造理论。
海底扩张的过程
如上所述,海底扩张过程始于洋中脊,这一过程的发生是由于过热和熔化的地幔通过对流(热量)不断加热洋壳底部。由于持续且过度的加热,地壳变得更具塑性,密度更低。对流进一步加热并迫使密度较低的区域向上;因此,该区域上升并形成一个宽阔的穹顶。
随着这一过程持续发生,这意味着该区域持续受热,隆起的区域进一步向上弯曲,并在某一点发生断裂,岩浆开始涌出,逐渐形成裂谷。涌出的岩浆通过这种过程扩散并冷却,最终形成洋底(或地壳)。
同样,通过这种火山过程形成的较年轻的洋壳导致洋底扩张。新形成的地壳(或岩石)将较老的地壳从洋中脊推开。这一过程持续进行,直到新形成的岩石到达破坏点,即靠近海沟,同样,这个无休止的过程持续进行。据估计,海底扩张过程每 2 亿年更新一次洋底,即建造洋中脊、穿过洋盆移动和俯冲进入海沟所需的时间。
海底扩张的证据
以下是某些科学解释,从结构上解释了海底扩张的过程:
洋中脊周围存在熔融岩石
赫斯发现中大西洋洋脊附近温度较高,这证明了洋底下方存在熔融岩石。此外,由于洋中脊附近温度较高,洋中脊的物理条件和结构与远离洋中脊的区域明显不同。赫斯解释说,由于对流,岩浆不断从地幔上升,开始洋脊形成的循环。
岩石年龄
在海底钻探中,人们发现洋中脊附近的岩石年龄较轻,而离洋中脊越远,岩石年龄就越大。较年轻的岩石较薄,密度较低;较老的岩石较厚,密度相对较高。这意味着从洋中脊涌出的岩浆将较老的岩石推开,随着它们移动,它们会冷却并变得更致密和更厚。
磁异常
洋中脊的磁力测量发现了对称的磁“条带”模式,即洋中脊裂谷两侧的异常。此外,磁异常与磁极倒转事件相吻合,并交替解释正磁性和负磁性。正磁性解释了地球的磁场,并解释了该位置较高的磁测量值,而负磁性解释了地球磁场的反转,这意味着磁场强度较低。此外,这些交替的正常和反向磁条带存在于整个洋底。有趣的是,这种磁异常有助于计算洋底的移动速度。
地震研究
洋中脊沿线的火山活动和地震集中证明了洋底正在远离洋中脊移动。
板块构造理论
最后但并非最不重要的是,地球地壳或板块运动的科学解释从力学上解释了海底扩张的概念。
结论
此外,借助板块构造理论,对所有海洋中发现的所有洋中脊的最新研究揭示了相同的运动和相同的过程。这意味着海底扩张过程正在持续进行,在这个过程中,新的洋壳正在洋中脊沿线形成,而较老的洋壳正在另一端被破坏。
常见问题
1. 海底扩张理论是谁提出的?
1960 年,哈里·赫斯 (Harry H. Hess) 最先提出了海底扩张理论。
2. 什么导致海底扩张?
海底扩张的主要原因是地幔的对流,它不断迫使岩浆向上,并在离散板块边界喷出,并沉积在裂谷的两侧。这个过程不断进行,岩浆逐渐冷却并形成新的海底。
3. 海底扩张发生在地球的哪个位置?
通常,海底扩张发生在洋中脊。这是离散板块边界区域。两块板块分离,形成裂谷,岩浆涌出,最终形成新的地壳(海底)。
4. 如果海底扩张停止会发生什么?
大自然的规律是,总是在创造一些东西,同时也在摧毁一些东西。因此,海底扩张一直在离散边界形成新的海底(地壳)。相反,旧的地壳在汇聚边界被破坏;这就是自然平衡地球地形的方式。但是,如果海底扩张停止,整个地球的地形将发生变形。