高溫地幔可以支撐海底
新發現顯示，地幔在支撐海底方面發揮了更大的動力作用。
高溫地幔可以支撐海底
胡德良譯
由於氣候變化，海洋可能呈上升的趨勢。但是多數海底卻呈下降趨勢，這是地殼自然動態的一部分。然而，有個困惑了科學家們幾十年的問題：為什麼海底下沉的速度加快了？對太平洋海床的徹底分析至少提供了部分答案，可是專家們認為重大疑問仍然存在。
地殼就象漂浮在海洋上的冰原。隨著板塊相互分離，下面的地幔在板塊之間湧出。這一過程創造了水下山脈，如大西洋和太平洋的中部山脊。地幔上涌處附近的板塊還會受熱，造成了更大的浮力，因而致使海底上升。隨著這種新地殼的冷卻，它會在自身重力的作用下凹陷下去，這個過程被稱為「沉降（subsidence）」。因此，在距離海洋中部山脊越遠的地方，海底就應該越深。
但是，科學家們所發現的情況並非如此。海底一些最古老的地方也正是距離海洋中部山脊最遠的地方，這些地方的海底往往比預期的狀況要淺得多，在某些地方竟然相差幾百米。是什麼一直在支撐著海底呢？
兩位地球科學家——葡萄牙埃武拉大學的克勞迪婭·亞當（Claudia Adam）和法國里昂大學的瓦雷利·維達爾（Valérie Vidal）認為，問題的答案可能存在於地幔的特性之中。他們審查了整個太平洋中近800個地點的海底測量數據和海底地形，那是地球上最大的海底板塊。5,000萬年來，太平洋中的兩個「孿生板塊」在運動方向和運動速度上保持了相當的穩定性。研究人員將這些測量數據跟通過模擬所預測的深度進行了對比，然後利用有關地幔內部熱流的新假設分析了研究結果。
兩位地球科學家在剛剛出版的《科學》（Science）雜誌上報道說：海底真正深度跟通過標準模擬所預測的深度之間的差異，可以利用離海洋中部山脊較遠處的地幔熱傳播原理得到解釋。海底板塊移動得離中部山脊越遠，額外的熱能給予板塊的浮力就越大。亞當和維達爾發現，如果把這個假設應用於他們的模擬之中，模擬結果跟他們所觀察到的資料幾乎一致，足以對較淺的海底進行解釋。
賓夕法尼亞大學帕克分校的地球科學家凱文·弗朗（Kevin Furlong）稱，這是個「有趣的」結論。但是在他看來，問題是研究人員還沒有提供可以用來解釋在地幔內部如何進行熱傳輸的物理機制。
另一方面，加州聖地亞哥市斯克里普斯海洋研究所的地球物理學家戴夫·斯特格曼（Dave Stegman）稱，該論文的結論「令人興奮而且意義深刻」。他說，一旦得到證實，這些發現意味著我們現在明白了「地球構造和演化的一個非常基礎的方面」。他指出，這些發現甚至可以解釋幾百萬年來夏威夷島鏈移動過程中形成的莫名其妙的曲線，因為該島鏈的運動可能受到了地幔作用過程的控制，而沒有受到大地構造的支配。
伊利諾斯州埃文斯頓市西北大學的地球物理學家塞斯·斯坦（Seth Stein）預測，如果這種新型模擬可以用來為海底動力學的某些方面（如：大西洋和印度洋的洋底變平跟太平洋洋底變平的原理是否相同，等等）提供解釋的話，那麼這種模擬會流行起來的。他說，如若不然，這種標準模擬仍舊有可能持續下去，因為「在預測海洋深度以及變平趨勢方面，利用這些模擬仍然可以完成一定的任務」。
譯自：美國《科學》雜誌官網
原著：Phil Berardelli
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