海底是如何扩张的?

波涛汹涌的大海已经有几十亿年的历史了。然而,科学家们惊讶地发现,海底的岩石非常年轻,一般不超过1亿年,而陆地上最古老的岩石超过40亿年。这到底是怎么回事?

20世纪60年代,两位英国海洋地质学家Vain和Matthews提出了“海底扩张”假说。他们认为,在地壳下面的地幔层中有一个数百公里厚的软流圈,这里的物质处于不断的对流中,对流速度大约是每年一厘米到几厘米。在对流运动中,较重的物质逐渐向地核中心集中,较轻的物质慢慢上升。上升物质移动到地壳岩层底部时,被岩层分流;即高温高压的软流圈物质沿着岩层底部向四周扩散流动。这种流动的力量很大,可以逐渐把岩石拉开。在裂开的部分,岩浆沿着裂缝涌出地壳表面,冷却后形成岩壁,原来的海底被推向两边。随着岩浆的不断涌出,岩壁也在不断上升,新的海底不断扩张,向两侧延伸。由此,在海洋底部形成了一系列蜿蜒壮丽的新海底山脉,地质学上称之为“大洋中脊”或“洋脊”。在太平洋、大西洋和印度海底都可以看到这个海脊。

当海脊和新的海底平原形成时,它们继续移动。事实上,地幔中的软流圈起到了“传送带”的作用,它将新的脊推出地壳岩石,同时又将它们从海洋海沟中慢慢推下,重新融化到地幔中。据测量,海底的扩张速度非常缓慢。在太平洋海底,海脊两侧地壳的扩张速度约为每年6厘米,在大西洋约为每年2厘米。海洋底部的地壳大约需要2-3亿年的时间才能发生巨大的变化。