山東
地球物理學(xué)家首次實(shí)時捕捉到一個海底裂縫的擴(kuò)張過程。研究團(tuán)隊(duì)在印度洋一片總長100公里的海域布設(shè)了20余個觀測站，從而完整記錄了這次地質(zhì)活動——約1.6億立方米的巖漿噴涌至海底，并在短短數(shù)天內(nèi)使兩側(cè)海洋地殼分離了至少兩米。相關(guān)成果7月8日發(fā)表于《自然》。
論文第一兼通訊作者、法國國家科學(xué)研究中心的Jean-Yves Royer表示，這一事件的規(guī)模“完全超出預(yù)期，令人震驚”。
板塊互相分離時，巖漿會沿洋中脊噴涌至海底。圖片來源：Doug Perrine
海洋地殼覆蓋了地球近2/3的面積，而洋中脊是其形成的原因。隨著板塊運(yùn)動將現(xiàn)有地殼從山脊處撕裂，從地核深處涌出的巖漿在冷卻后凝固形成新的地殼。科學(xué)家從20世紀(jì)中期就對這一過程有了大致的理解，但始終未能實(shí)時觀測到它。
英國國家海洋中心的Isobel Yeo表示，盡管洋中脊在塑造地球表面方面發(fā)揮著重要作用，但“我們對火山噴發(fā)時板塊運(yùn)動的發(fā)生頻率、規(guī)模與動態(tài)機(jī)制依舊知之甚少”。
Royer團(tuán)隊(duì)將觀測目標(biāo)鎖定于東南印度洋海脊。該洋中脊大致呈東西走向，橫亙印度洋海底，并將南極洲板塊與澳大利亞板塊分隔開來。這兩個板塊分別承載南極洲、大洋洲大陸及周邊海洋地殼。
總的來說，這兩大板塊整體上每年相互分離約6厘米，主要驅(qū)動力來自持續(xù)向北漂移的澳大利亞板塊。但澳大利亞板塊部分區(qū)域可能會在一段時間內(nèi)保持靜止，隨后經(jīng)歷一次劇烈位移，并伴隨地震。為捕捉這類突發(fā)性地質(zhì)事件，Royer團(tuán)隊(duì)于2024年2月在洋中脊的一段100公里長的區(qū)域沿線布設(shè)了3種觀測儀器。
團(tuán)隊(duì)還重點(diǎn)布設(shè)了5臺水下聽音器，相當(dāng)于一種水下麥克風(fēng)，可捕捉地震等活動產(chǎn)生的聲波；同時架設(shè)了15臺聲學(xué)信標(biāo)，這類設(shè)備內(nèi)置電池、依靠支架固定于海底，既能發(fā)射也能接收水下聲波。信標(biāo)每4小時會互相發(fā)射聲波信號，并記錄信號往返所需的時間。
通過聲波往返時長變化，科研人員可測算信標(biāo)之間的距離隨時間發(fā)生的改變。2024年4月26日，水下聽音器率先捕捉到持續(xù)地震震動；后續(xù)數(shù)天，聲學(xué)信標(biāo)數(shù)據(jù)證實(shí)，因地殼快速擴(kuò)張，部分觀測站點(diǎn)之間拉開了至少兩米距離。
團(tuán)隊(duì)布設(shè)的壓力傳感器還記錄到海底深度發(fā)生了大幅變化。據(jù)估計(jì)，共有約1.6億立方米巖漿從地殼下涌出、鋪灑在海底，清空了洋中脊地帶長期囤積的巖漿庫，致使部分海底下沉。“我們原本估計(jì)垂直沉降僅幾厘米，但實(shí)際測出位移幅度達(dá)4.2米。”Royer說。
Royer解釋，此次地殼的瞬間運(yùn)動一次性釋放了這部分洋中脊積累了30至60年的構(gòu)造應(yīng)力，而后者來自澳大利亞板塊北移帶來的持續(xù)拉伸作用。Yeo評價(jià)稱，這項(xiàng)研究“罕見、直觀地展現(xiàn)了板塊擴(kuò)張的真實(shí)動態(tài)過程”。
（中國科學(xué)報(bào)）
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