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关注中科院地质地球所，探索地球的奥秘
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1 q. s( S, o B/ }' ` 大洋的一生
4 d' p6 d( G( \; ] 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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- E6 J J- l, u* ~# I$ w 《成语 沧海桑田》王建峰 绘 6 J$ l" _1 f; W, G e/ k6 U
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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。
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% Z+ g4 O9 w: ^" {" i 威尔逊旋回示意图 . z/ e' {! y7 L/ v+ w4 G, ]
8 i' z% s- X) ^$ t8 f 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。 - H; a% P# V% c, Z* k# S( T( v: {
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：
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Phase1: 大洋的胚胎期——大陆裂谷
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东非大裂谷
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9 ^9 n; }) D9 ~, e! E) }4 m 东非大裂谷与红海—亚丁湾构成三联点 7 z$ ^4 }( ?6 z
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。
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4 H$ ?1 v' M6 _/ s Phase 2 大洋的婴儿期——初生洋壳
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# O/ m3 B2 c# U5 ]4 k J/ [ Google earth 上的红海 * m7 Q% I1 w4 W0 R3 M
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红海一景 % T) O! f: Q* X3 b
4 T4 P8 y; g2 { 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。 v* \" w9 x A0 s1 Y
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- q7 V- ~2 `; ^9 f0 p! a7 { Phase 3 大洋成年期——洋中脊扩张
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! [( [* [& p* q; Y$ Q' x- [ Google earth 中的大西洋
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大西洋洋中脊 + A- d$ W& s6 T* E* h- J: Q- g
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。 ' O7 q6 e4 U+ Z# 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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! r2 g. J3 ~7 c4 M Phase 4 大洋老年期—洋壳俯冲 & s% d4 O- b7 N* s- p
. J7 B1 z; e- s3 t. ]7 v6 f1 E 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。 : w& W- G) `7 I+ {3 [4 \! A
' x) V5 T. D9 \! `9 k 太平洋日落
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3 Q1 q% L' r2 P' V' M 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。 ! j) w `7 {7 q! U5 Y2 ]4 o9 S
& f$ l( r7 _( ^) O5 Y& m% C5 D 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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1 j: X* S; m! Q6 A, t" H Phase 5 大洋的残留期 5 v. _ Y( N% |, d$ X# u$ b
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。
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. q* R8 J9 E9 K" X5 ^& q 卫星拍下的地中海 # p+ H) v5 Q9 L2 s: K5 t" \; j
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# F. e; P6 @$ ?# ^/ s6 U% t 地中海中最大的两个岛：西西里岛和撒丁岛
8 H' E! o0 u( `, p! J1 r! p' n 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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" Y0 ^2 J7 I3 n. b5 Y4 Q Phase 6 大洋的消亡 ~% y5 F* B7 p/ g. c# C
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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7 h) b- B+ d" n0 l 新特提斯造山带
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4 j5 B Q+ d3 A$ @- Q1 p1 A8 x$ H7 ~ 喜马拉雅山系
( ~0 P+ K; `8 u" F" q- T0 Z& b 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。
- L6 D( E* [$ _ K, X2 u* w 美术编辑：赵亚楠 V4 u* Q, ?+ Z, E' }
校对：张燡敏 7 [( j9 }, |7 [. v) o: ]4 i4 r( M2 f& f
公众号：中科院地质地球所
, K* c/ V/ j1 Z8 ? ID：dizhidiqiusuo
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