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" P& m) z( B. ^) n/ Z: w 关注中科院地质地球所，探索地球的奥秘 4 e+ k- I: }8 W' [1 X; N. K
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' @# N1 h% a6 k) g/ Q0 \/ z 大洋的一生 5 k6 ^; f0 ?% L/ u# K
晋朝葛洪《神仙传·麻姑》中，曾经记载仙女麻姑与仙人王远一道下凡去蔡经家做客，麻姑在聊天时提及“接侍以来；已见东海三为桑田。” 大意是“自从得了道接受天命以来，我已经亲眼见到东海三次变成桑田”，这便是成语“沧海桑田”的由来。 ( _6 E4 Z9 d) U3 b8 r, I' {
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《成语 沧海桑田》王建峰 绘 + ]* b7 y! l# Y- s$ Z& Q
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虽然神话传说是古人编撰的，但是沧海桑田的演变，在地球漫长的演化史中，正在实实在在地发生着，揭示这一大洋演化模型的，是以加拿大地质学家约翰·图佐·威尔逊（John Tuzo Wilson）命名的威尔逊旋回。 - {4 C2 U' {% [. N
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威尔逊旋回示意图
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威尔逊旋回的思想，最早由威尔逊发表在Nature的文章《Did the Atlantic Close and then re-oped?》，提出了以大洋演化过程为主体的大地构造演化过程，即大陆岩石圈由崩裂开始、以大陆裂谷为生长中心的雏形洋逐渐扩张，形成大洋中脊，洋中脊继续扩张出现洋盆进而成为大洋盆，而后大洋岩石圈向两侧的大陆岩石圈下俯冲（见俯冲作用）、消亡，洋壳进入地幔而重熔，从而洋盆缩小，经历复杂的增生，拼贴过程，最终洋壳消失，在造山带中只有俯冲刮削残留下的大洋地壳，即蛇绿岩。 ( ]( [8 V$ n" O: H
那么在现今地球上，能否寻找到大洋演化的各个阶段呢，笔者将尝试介绍给大家： c: J2 @2 P; d# H; s1 B! t! a
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Phase1: 大洋的胚胎期——大陆裂谷
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东非大裂谷 / a0 B2 F8 m- h& _7 c
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东非大裂谷与红海—亚丁湾构成三联点
: A& Q5 b5 c& y& S$ ?0 o 威尔逊旋回的第一个阶段——萌芽阶段，在陆壳基础上因拉张开裂形成大陆裂谷，但尚未形成海洋环境。地球上最好的例子就是东非大裂谷，之前笔者曾经介绍过，东非大裂谷虽然处于拉伸阶段，但是尚未拉伸处洋壳。 ) g6 Y6 f3 m" y( L& q4 b. X
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% i' f; p& K- t7 D4 A Phase 2 大洋的婴儿期——初生洋壳
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3 n! q% B M/ F6 p' C Google earth 上的红海
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; r9 N9 ?1 I) w* ?, q+ u 红海一景 ( G. M/ d2 L D" e' ~8 P: K0 P
, z0 U, T( ~ Y* P0 c 大洋演化第二阶段，此时陆壳继续开裂，开始出现狭窄的海湾，局部已经出现洋壳。地球上能够发现的实例是红海。红海位于非洲板块与印度洋板块的生长边界，在上图中Google earth卫星图片中，可以看到，红海中已经初步形成大洋中脊，这一点也被地球物理学家通过地震波初步证明。红海底部为硅镁质岩石。
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7 E7 g( B/ ~* ~0 }5 T n Phase 3 大洋成年期——洋中脊扩张 # M! D1 c: j" A% r
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Google earth 中的大西洋 : v7 s% G+ c+ j% b5 X
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3 e- t+ Y8 y, s* P8 S& d: u4 a S 大西洋洋中脊
8 V: P# v5 {, b, ~ 由于大洋中脊向两侧不断增生，海洋边缘又未出现俯冲、消减现象。此时大洋整体规模依旧处于扩张阶段。
% l' i1 r/ E* u 大洋中脊又称海岭，是大西洋洋底地形中最为特殊的洋底奇观，它北起冰岛，纵贯大西洋，南至布韦岛，然后转向东北与印度洋中脊相连，全长约1.7万千米 ，宽度1500-2000千米，约占大洋宽度的1/3。面积达2228万平方千米，占大西洋底面积的1/4。大洋中脊形似S，系由一系列狭窄和被断裂分割的平行岭脊组成，大洋中脊被无数横向断裂带切断并错开，横向断裂带走向与中脊近于垂直，在地形上表现为深切的线状槽沟，这就是大洋中的转换断层。 * C! X- d( g+ H$ G: t1 W4 r
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3 r& _) @ \ C* U. E7 [ Phase 4 大洋老年期—洋壳俯冲 + e) l8 J( L q9 I3 R9 }
9 Z3 H) _6 G+ V; c 太平洋洋中脊—主要在东端分布 8 c' b0 `) H, R( q9 R
1 n; S( V6 T5 @5 v7 L: m 威尔逊旋回中的第四个阶段，大洋中脊虽然继续扩张增生，但大洋边缘一侧或两侧出现强烈的俯冲、消减作用，海洋总面积渐趋减小。太平洋（Pacific Ocean），地球第一大洋，覆盖着地球约46%的水面以及约32.5%的总面积，是地球上最大、最深和岛屿最多的洋，占地球总表面积的1/3。但是在地质演化中，太平洋的洋壳已经开始慢慢地俯冲掉，洋壳面积正在逐步减少。 3 i, e8 `2 E- b, a+ g5 m' v
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太平洋日落
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外太空瞭望太平洋
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太平洋的洋中脊主要分布在其东侧，根据地质学家的研究，已经有相当部分的洋中脊俯冲到了美洲大陆之下。
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太平洋东端，可见明显的洋中脊分布 , y) L: {# n: W5 Y# f1 W
/ q/ [1 r5 u: G* x 而在太平洋西侧，俯冲作用亦十分强烈，在中国东北，大兴安岭一带，分布有大量新生代火山岩，部分学者认为这与太平洋的俯冲有关。 ) i7 l$ U! y' v! u7 T8 {/ K: m
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h1 C3 J# r; w Phase 5 大洋的残留期 " l% P2 k% I0 |& L5 J! O
随着俯冲作用的不断进行，洋壳海域不断缩小，终于导致两侧陆壳地块相互逼近，其间仅存残留小型洋壳盆地。现代的地中海就是最好的例子。 " k. I$ l, ?* B8 f5 H/ p R* u( u
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卫星拍下的地中海 ; t5 @& L4 b8 x, j
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地中海中最大的两个岛：西西里岛和撒丁岛
4 g5 |- K Z% ^+ D2 U% b; C& ^ 地中海作为大洋演化末期的残留相，绝大部分洋壳已经俯冲，只残余了一小部分相对古老的洋壳。近年来，地质学家对地中海进行了一系列研究。研究人员认为，地中海内名为希罗多德盆地的地区具有3.4亿年历史，是地球上现存于海底的最古老洋壳。
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2 B) _' ] H5 p# ]' b Phase 6 大洋的消亡
( Y# K" y& L- o$ O; K2 |- |7 A" G 随着洋壳的不断俯冲，最终整个洋壳都俯冲殆尽，大洋中的岛弧，海山，微陆块等均拼贴到造山带上，有些造山带受挤压形成高耸的山峰，如新特提斯构造域。 O7 M; f; |4 i% I- ^0 y' _( o
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" C e; N2 w0 ]- m( @; z 新特提斯造山带
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, a; C8 l6 c2 D) v# A' l7 J6 d 喜马拉雅山系
% L6 D) D# Z' Q$ M7 |# x 伴随着陆壳三联点，大陆裂谷的发育，大洋开始了从胚胎期开始的演化，经历着他漫长但是波澜壮阔的一生，最终又回归于陆壳。这样就完成了一个周期的威尔逊旋回。虽然威尔逊旋回对于复杂的地质演化史而言，太过简易，其中有些阶段甚至存在可商榷之处，但是威尔逊旋回将复杂的板块构造运动进行了进一步的总结，对于我们理解全球构造演化具有重要的意义。
: }% ^( ~/ n* n$ \ p. i$ \ 美术编辑：赵亚楠
+ \, [$ E/ E) O) D6 l3 } 校对：张燡敏
7 p& h& }/ ]& a" J6 V% [7 O; ? 公众号：中科院地质地球所 ) Z5 S8 G$ s% f
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