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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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大洋的一生
4 ~" ^8 T: H8 l( @5 _; w2 O 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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$ g) ^- ^( _& o# @" d 《成语 沧海桑田》王建峰 绘
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l4 f0 T e; q+ c! a" Z 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。 ; t8 x$ \2 I6 I2 W
' o, `3 w0 `0 [# h 威尔逊旋回示意图
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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。
- ^3 T9 d! f7 M4 j1 ], X3 g 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： , C& G2 _* h* M, P
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Phase1: 大洋的胚胎期——大陆裂谷 7 ^ o; P$ q( }0 F! [! o
1 r$ Q( @- `9 u% D% r1 A 东非大裂谷
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! |3 X5 }( U% ?( g 东非大裂谷与红海—亚丁湾构成三联点
l0 J' Y. ?. {% _4 s1 l N 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。 , Z5 m. u5 y. X3 u: L
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) s8 X4 j. C* o( N% e0 S Phase 2 大洋的婴儿期——初生洋壳 $ P8 j6 p( r/ S e2 N7 l1 w9 |% k7 m
. ]( c! ?7 K% U/ r* I( [ Google earth 上的红海 4 i9 R7 D5 y" f
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5 a6 F0 G. E. u+ V! T: r" j 红海一景
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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。 9 N) U4 T) Z) u* F, _
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Phase 3 大洋成年期——洋中脊扩张 3 Q% Y( g5 o; u! ^9 \1 u; c
0 a: Q4 ~' `- r o Google earth 中的大西洋
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1 h& R h, I7 O4 f: E, \& X0 r2 X 大西洋洋中脊
/ c# G2 ?) V$ l7 s5 S$ F 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。
: ?% B# _: ~7 j+ p; H 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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9 \' C4 t, R7 B x l& ? Phase 4 大洋老年期—洋壳俯冲 9 D) t" w( D5 r$ _+ i
! p4 T$ n8 G/ l/ X2 ~% n+ t2 F 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 " N$ N6 {, Q" r; m
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$ t2 w& T7 i. ~4 Y/ m0 Z 外太空瞭望太平洋 ( Y. r3 [& \2 k7 g# d# o' k' R
$ ]6 c- V# W+ ]2 x3 }% z: v 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。
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7 f4 N5 b' b( ?' h; j6 X 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 n% X) p3 f+ O( o6 O, Z0 L8 I" i Phase 5 大洋的残留期
1 c5 R0 x: B8 d8 p0 H4 ]( L, ], T 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。 + |$ I' C! k. I3 @, k
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卫星拍下的地中海
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, D6 l8 S3 \# U 地中海中最大的两个岛：西西里岛和撒丁岛 * w; [* ]* {* Q `
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。 0 d0 u0 F7 p- L' L
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Phase 6 大洋的消亡 / n2 V9 Z4 {( B2 b
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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: X- S1 W$ U: T9 v, P 新特提斯造山带
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喜马拉雅山系 + {$ X4 W2 Q' U' _1 l' J0 Y5 V
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。
4 K- A$ Q7 _# d& y! d+ r* x* [5 K9 \ 美术编辑：赵亚楠
2 L7 I a$ A5 m! P+ c2 R 校对：张燡敏 * Y5 p& t2 \( N* c# Y; [# S
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