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关注中科院地质地球所，探索地球的奥秘 ; s( {7 W# I2 G- U5 m6 P
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大洋的一生 % b: N8 X, I0 I& M
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。
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《成语 沧海桑田》王建峰 绘 ' f1 u5 V2 f0 [6 T5 l/ S
4 \" w, e) @0 r# I 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 3 h6 l2 k( n: l9 D3 w( n X: t
. O6 |' Q+ a) B 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。 5 I. e4 E, _! Q
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： - E* @( l- }" b3 P$ V/ R
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1 J( U4 C" @% L) P$ V# ~1 A: ] Phase1: 大洋的胚胎期——大陆裂谷
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东非大裂谷 ' ]- c3 B, q0 _. e
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+ N3 R0 x( Q5 }& q' `/ ]& Z1 s 东非大裂谷与红海—亚丁湾构成三联点
8 U! [. k, D" U4 s 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。 - t {8 J/ b: S8 J2 k6 Q$ M
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- F- y$ Z# J- p7 @ Phase 2 大洋的婴儿期——初生洋壳 3 \. ^# d1 @- f3 d! R
- z0 R) J! n2 x6 q) n% j+ s" t Google earth 上的红海 / ?- ~) [( T$ y/ E
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红海一景 3 O W2 W8 k, S/ L7 V, 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。 , k0 F& p' K8 ~
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Phase 3 大洋成年期——洋中脊扩张 * V( O' o( s6 u' e/ y
# w7 [; z7 S3 ~9 }" G& X Google earth 中的大西洋 % C! @, i2 B0 \
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! s6 f$ u6 h7 P2 `) F5 Z9 U' @ 大西洋洋中脊
; }" s) c5 J# Q6 X 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。 6 Q @# |; r- M8 ?' t
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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' `5 `. e7 d2 l& r; o Phase 4 大洋老年期—洋壳俯冲 # p: R& D+ L- H) @' c$ s4 Q' _4 W
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太平洋洋中脊—主要在东端分布
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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。
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太平洋日落 ( |6 [" U- A7 @# h P
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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。 ! P7 R) n; @. {' v3 R! z t
% D1 n) z- ?! O' m2 H6 r 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。
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# @# [. m' L _- @ Phase 5 大洋的残留期
' j, ?0 _/ D K$ S! p" d 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。 : [5 e+ W* A8 c1 C3 v# Z
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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
d$ p/ L5 X6 g9 u 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。 4 {# `3 r; H c/ Y7 v
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Phase 6 大洋的消亡 5 U1 k: S2 e$ h n" u l3 i. S) A. 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。
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* X8 c$ F; B+ b1 x& E- J( b 新特提斯造山带
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喜马拉雅山系 / z1 O, f, \7 }2 ]0 [' i6 |. L. ]3 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。 3 w/ ?5 g9 _. j8 Y
美术编辑：赵亚楠
6 q& e* N! g8 a 校对：张燡敏
5 V" h( u9 q' L$ E3 h/ h' J& g 公众号：中科院地质地球所 . f x' y2 q0 S6 b- A! T9 @
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