4.1 亿年前，地壳沸腾的岩石将海洋撕裂到蒙古境内 - 海洋地球物理研究

4亿多年前，地球地幔中的热岩浆上涌，将蒙古的地壳撕裂，形成了一个存续了1.15亿年的海洋。这个海洋的地质历史可能帮助研究人员理解威尔逊周期，即超级大陆分裂和汇聚的过程。这些是缓慢、大规模的进程，每年进展不到一英寸，研究合著者、位于马德里的西班牙国家研究委员会的地球科学家丹尼尔·帕斯托尔-加兰说：“这告诉我们地球上一些不容易理解和不容易看到的过程。”

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地球科学家可以相当准确地重建2.5亿年前最后一个超级大陆——盘古大陆的分裂过程。但在那之前，很难准确模拟地幔和地壳是如何相互作用的。在一项新研究中，研究人员对蒙古西北部泥盆纪（4.19亿至3.59亿年前）的火山岩感到好奇。泥盆纪是“鱼类的时代”，当时鱼类统治着海洋，植物开始在陆地上扩散。那时，有两个主要的大陆，劳伦提亚和冈瓦纳，以及一系列最终成为现在亚洲的微大陆。这些微大陆逐渐相互碰撞并合并，这个过程被称为增生。

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当地球上存在冈瓦纳和劳拉夏两大洲时，海洋就已经存在了。 (图片来源：TarikVision/Shutterstock）

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研究人员于2019年开始在蒙古西北部进行实地工作，那里的岩石暴露在地表，研究这些造陆碰撞的古老岩层的年龄和化学成分。他们发现，大约在4.1亿到4.15亿年前，一个名为蒙古-鄂霍次克的海洋在该地区形成。伴随这种裂谷出现的火山岩的化学性质揭示了地幔柱的存在——一股特别热、浮力大的地幔岩流。

“地幔柱通常涉及威尔逊周期的第一阶段：大陆分裂和海洋开放，如大西洋，”研究首席作者、中国科学院地质与地球物理教授朱明帅说。在许多情况下，这发生在一块坚固的大陆中间，将其撕裂。然而，在这种情况下，地质特别复杂，因为地幔柱正在撕裂之前通过增生而汇聚的地壳。朱说，增生的微大陆之间的弱点，加上地幔柱，可能有助于海洋的形成。研究人员于5月16日在《地球物理研究快报》杂志上发表了他们的发现。

帕斯托尔-加兰说，海洋在其开启的同一地点关闭，这是海洋生命周期中的一个常见模式，但研究人员在这项研究中只查看了海洋开启的一个快照。“好消息是热点相对稳定，所以它们会在数百万年里保持在同一个地方，”帕斯托尔-加兰说。随着地壳上的大陆移动过热点，热点留下了火山岩和特征性的化学性质；这有助于研究人员追踪数千年来的板块运动。

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帕斯托尔-加兰说，亚洲不再增生新的微大陆，但蒙古-鄂霍次克海洋的形成可能与今天在红海看到的情况相似，那里的地壳每年以约0.4英寸（1厘米）的速度扩张。红海是一个更大的大陆裂谷的一部分，可能在数千万年内在东非创造一个全新的海洋，尽管地质学家还不知道其他大陆力量是否会阻止那个海洋完全开放，据《伊欧斯》杂志报道。朱明帅和他的同事现在计划使用他们的数据制作计算机模型，以更好地描述古代泥盆纪海洋的复杂构造。