我国科学家破解全球数万座海底海山形成之谜
中国科学院团队利用高分辨率模型还原2.7亿年板块俯冲过程，发现全球四万多座海底山丘均由地幔底部高温热柱形成，为海山找到了统一动力来源，相关成果发表于《自然-地球科学》。
地球深处的“造山工厂”：四万座海底山丘的谜底揭开了
海洋深处藏着四万多座海底山丘，它们散落在各大洋底，像一颗颗被遗忘的珍珠。长久以来，科学家们只知道它们存在，却说不清它们究竟从何而来——直到现在，这个谜题终于有了统一的答案。
中国科学院地质与地球物理研究所的刘丽军研究员团队，联手合作者，借助自主开发的高分辨率全球数据同化模型，成功还原了2.7亿年来地球板块俯冲的完整演变过程。更关键的是，他们模拟分析了地幔热柱的活动规律，并据此找到了全球各类海底山丘的统一形成原因。这项成果已于6月10日发表在国际学术期刊《自然-地球科学》上。
△ 模型重现的现今三维地幔柱结构与地质观测的对比。顶部彩色曲面展示大陆地形，白色区域为大陆架、海山与岛弧等区域。橙红色等温面表示地幔柱。
过去的主流观点认为，地球深处的高温热柱一旦遇上移动的板块，就会形成连绵的海底火山链——夏威夷群岛就是最典型的代表。但问题在于，符合这种“线状火山链”特征的案例，全世界加起来也不过50多个。而实际观测到的海底山丘有四万多座，绝大多数既不呈链状分布，也看不出明显的排列规律。这个巨大的数量差，让传统理论一直饱受质疑。多年来，各国科学家提出过不少猜想，但大多停留在理论推演层面，始终无法真正印证地球深部的真实活动情况。
这一次，我国研究团队依托天河超级计算机展开了大规模模拟运算。他们精准还原了全球地下热柱的位置，以及地幔软流圈的热力状态。研究结果相当有意思：无论是连成线状的海底山链，还是单独分布的零散海山，它们的形成都与来自地幔底部的高温物质密切相关。以太平洋海域为例，早期大量地下热物质聚集在板块下方，直接催生了大片零散海山；随着地质演变，主热柱还会分化出多个小型热柱，持续不断地催生出新的海底山丘。这些残留的高温物质长期停留在地幔软流圈中，其温度高低与海山规模呈现出明显的正相关——换句话说，这片区域就是名副其实的海山“孕育地”，地幔热柱就是那个隐身的“造山工厂”。
这项研究补齐了传统理论的短板，为全球数万座海山找到了统一的动力来源。它更新完善了地幔热柱相关理论，也让人类对海底地貌的形成与演化有了更清晰、更系统的认知。
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