地球上規模最大的山脈系統,并不在陸地之上,而是隱藏在深深的海底,它被稱為“大洋中脊”(mid-ocean ridge)。
“大洋中脊”在全球各大海洋中均有分布,在太平洋,其位置偏向東部,在大西洋,“大洋中脊”呈現為“S”形走向,并且向北一直延伸至北冰洋,而在印度洋,“大洋中脊”分為三支,形態類似于一個“入”字。
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它們在南半球相互銜接,形成了一個貫穿全球海底的山脈系統,根據科學家的估算,其總長約為8萬公里,覆蓋面積更是高達1.2億平方公里左右。那么,規模如此巨大的山脈是怎么形成的呢?下面我們就來簡單了解一下其中的原理。
首先來講,地球外層的巖石圈并不是一個整體,而是分為了若干個板塊,這些板塊并非固定,而是在緩慢的運動,這也被稱為板塊運動,其主要驅動力則來自地幔對流。
地幔主要是由巖石構成,由于處在極高的溫度和壓力之下,它們會表現出一種類似流體的性質,可以極其緩慢地“流動”,而在地球內部越往里走溫度就越高,所以它們就會發生對流運動(即熱的物質上升,冷的物質下沉),這就被稱為地幔對流。

地幔對流就像巨大的傳送帶一樣驅動著地球外層的板塊運動,在此過程中,板塊可能會被撕裂,也可能會出現相互碰撞、相互錯動以及相互分離等情況。
而“大洋中脊”,正是出現在海洋板塊被撕裂或相互分離的地方,當地幔上升流出現在板塊的薄弱區域或者兩個板塊的交界處下方時,板塊就會被其巨大的力量分開,于是一個巨大的“裂谷”開始形成。
隨著這個“裂谷”的加深,其下方的地幔上升流承受的壓力也就越來越低,當達到一定程度時,就會發生一種被稱為“減壓熔融”(Decompression Melting)的現象。
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簡單來講,這種現象就是指足夠高的壓力可以讓高溫的地幔物質維持固態,但現在壓力降低了,固態也就無法維持了,于是它們就會發生熔融。
“減壓熔融”會產生大量密度相對較低的巖漿,它們會不斷地“上浮”,進而沿著“裂谷”所造成的縫隙抵達海洋的底部。
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于是有一部分巖漿就會首先釋放出來,當它們遇到海水時就會凝固成“硬殼”,但下方的巖漿還在繼續向上擠壓,達到一定程度時,這個不是很堅固的“硬殼”就會被“撐破”,新的巖漿又會被釋放出來,然后又凝固成新“硬殼”……
隨著上述過程的反復進行,海底就會形成隆起的山脈,而這就是“大洋中脊”的簡單解釋,其規模之所以如此巨大,其實是因為它是地球板塊分離邊界的連續體系統,是地球內部在漫長的時間里持續活動的累積結果。
那未來“大洋中脊”會不會越來越高呢?答案是否定的,因為“大洋中脊”其實是填補了板塊分離后產生的“裂縫”,形成了新的地殼。

在剛開始的時候,“大洋中脊”中心新形成的地殼溫度高、密度低,被地幔上升流托起形成隆起的山脈,但隨著新地殼冷卻、變厚、變重,它就會逐漸向兩側下沉,與此同時,新的巖漿又在中間補上形成更新的地殼,進而推動其兩側板塊持續分離,這就是所謂的“海底擴張”。
也就是說,“大洋中脊”會源源不斷地形成新地殼,并持續推動“老地殼”,直到“老地殼”向下俯沖回到地幔深處“回爐重造”,如此一來,就形成了一個動態的平衡,也使得地球內部和表面的物質能夠持續地交換。
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(↑地球海洋地殼的年齡,越偏向紅色端就越年輕,越偏向藍色端就越古老 )
值得一提的是,“大洋中脊”并不是全都存在于海底,在有些區域,它也可以露出海面,比如說冰島其實就是北大西洋中脊露出海面的一小部分,所以那里也成為了科學家研究“大洋中脊”的珍貴窗口。
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