中國科學家破解全球數萬座海底海山形成之謎

記者從中國科學院地質與地球物理研究所獲悉，該所劉麗軍研究員團隊與合作者，借助自主開發的高解析度全球數據同化模型，還原了2.7億年來地球板塊俯衝演變過程，模擬分析了地幔熱柱的活動規律，找到了全球各類海底山丘的統一形成原因，相關成果于6月10日在國際學術期刊《自然-地球科學》發表。

△模型重現的現今三維地幔柱結構與地質觀測的對比。頂部彩色曲面展示大陸地形，白色區域為大陸架、海山與島弧等區域。橙紅色等溫面表示地幔柱。

海洋深處遍佈著四萬多座海底山丘，散落于各大洋海域。此前主流觀點認為，地球深處的高溫熱柱遇上移動的板塊，會形成連綿的海底火山鏈，典型代表就是夏威夷群島。但這一理論存在明顯短板：符合該特徵的火山鏈僅有50余個，根本無法解釋數量龐大、分佈零散的海底山丘，因此海山的成因也一直是學界難題。多年來，各國科學家提出多種猜想，但大多停留在理論層面，難以印證地球深部的真實活動情況。

我國研究團隊依託天河超級計算機開展了模擬運算，精準還原了全球地下熱柱的位置與地幔軟流圈的熱力狀態。研究證實，不管是連成線狀的海底山鏈，還是單獨分佈的零散海山，形成都和來自地幔底部的高溫物質密切相關。乙太平洋海域為例，早期大量地下熱物質聚集在板塊下方，催生了大片零散海山。隨著地質演變，主熱柱還會分化出多個小型熱柱，不斷催生新的海底山丘。這些殘留的高溫物質長期停留在地幔軟流圈，其溫度高低和海山規模存在明顯關聯，也證實了這片區域就是海山的“孕育地”。

該研究補齊了傳統理論的短板，為全球數萬座海山找到了統一的動力來源，更新完善了地幔熱柱相關理論，也讓人類對海底地貌的形成演化有了更清晰的認知。

（總臺央視記者 帥俊全 褚爾嘉）