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关注中科院地质地球所，探索地球的奥秘 2 J# x+ b6 V6 x1 C6 V
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大洋的一生
" g5 m0 ~* \% ? ?" n! C& E 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。 0 U/ \* B& T* T' i
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《成语 沧海桑田》王建峰 绘 ! m% b: t! X; s. e N6 C
6 r$ D4 I! e- ~5 e( C2 n6 b& e" L 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。
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威尔逊旋回示意图 2 \3 }: ]8 {3 b7 u8 J9 m# |
4 A3 `) |0 v6 M; F6 b$ p 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 D9 E5 b9 R/ T5 @8 C 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： $ ~7 }; A# Y/ J* l3 l i
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Phase1: 大洋的胚胎期——大陆裂谷
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3 b* C7 z( n/ l& d- k 东非大裂谷 2 L: p5 w2 W4 t; j% U1 {) |
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东非大裂谷与红海—亚丁湾构成三联点
* x+ b l! g; v: j m6 w 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。 4 k" W k, o& u9 I2 A+ ?
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Phase 2 大洋的婴儿期——初生洋壳 4 Q& ~8 b9 I, W6 W, B
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Google earth 上的红海 ' z% `$ f. q' i2 p. p. Z7 w
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2 |; a( ?8 z/ n, q4 @ 红海一景 ; |. q6 H2 h% a
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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。 2 B9 T1 G& r- d: g p$ X
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Phase 3 大洋成年期——洋中脊扩张 2 R3 ?5 U* v/ p. K% I
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Google earth 中的大西洋
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5 I% U, e m* _: v4 ~/ ]) @ 大西洋洋中脊 , }9 T; f/ \% U5 F% b% P
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。
& |0 n0 x, c8 J+ i 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。
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Phase 4 大洋老年期—洋壳俯冲 6 u# J e8 ~7 q: @' j
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太平洋洋中脊—主要在东端分布
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5 Q' F$ @ j. A- {8 O 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。 8 e/ V/ o ]! x0 w. d
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太平洋日落 ; y+ t' e) z2 ]
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. M- C. @9 @: B* v* p 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。 4 {' |. b' w6 h" n ` r
' d* e$ l/ t4 s 太平洋东端，可见明显的洋中脊分布
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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。 " B$ L& I* F# M' d
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4 P& C6 b `$ y4 }7 u Phase 5 大洋的残留期 # C* s1 U0 p) @1 H
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。 9 Y8 Q3 B* o, \' _9 n
8 m) Y( x9 \; O5 H 卫星拍下的地中海
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地中海中最大的两个岛：西西里岛和撒丁岛
# ^5 Y8 @9 r2 `; Q3 T 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。 U8 a* A5 y: V6 |9 ]
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' ]) w c7 a3 T3 y8 q* P Phase 6 大洋的消亡
. I" [6 `3 N8 S 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。 1 `) P) J; n+ W2 ~" }# T8 F9 Q
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" \) i8 j, Z; Z! |' C s8 E4 W 新特提斯造山带
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, h' p- s9 w" R0 v1 H) u 喜马拉雅山系 4 A+ y" H/ a' C. h, a# z
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。
, j. u& v8 ]+ ]3 ? 美术编辑：赵亚楠 $ H- X. p: C. N
校对：张燡敏
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