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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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$ X9 {% ^0 L7 B9 I7 ~2 x V 大洋的一生
6 j' V( E5 M" W. p, V) c 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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《成语 沧海桑田》王建峰 绘
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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。
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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。
+ U4 c- d# P; u; u 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： % S$ r* H- T4 S3 D9 L7 I) }) W- P
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) ^' m! [9 N) Z4 c! A& v Phase1: 大洋的胚胎期——大陆裂谷
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' U# s1 l* \" j. L* `" M- X$ v 东非大裂谷 4 u5 E( Z: I. T6 A( B/ y7 @# _
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" j, y% M1 k+ t, _1 P. [" X 东非大裂谷与红海—亚丁湾构成三联点
( L2 B' A/ p- _# p 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。 . ^9 R* | E2 C3 L! W9 T
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, L. f m6 S: @: ]& j Phase 2 大洋的婴儿期——初生洋壳 % U4 ^; `3 O+ o' i. ]% ]! J
5 @ O' k8 C$ m$ R Google earth 上的红海 $ b. ~. n9 s% `+ w% m: r
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" f6 m( p. D# C1 E: j: n 红海一景
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- M; V* y. r+ u3 `8 L2 m 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。 3 H3 Z: H. a0 T
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Phase 3 大洋成年期——洋中脊扩张 - w% W' d* y5 v4 x& Y8 j
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Google earth 中的大西洋 . M( T2 E8 P2 t8 N+ Q
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大西洋洋中脊
! x4 [- ]$ y( r7 Z8 P# k7 q9 B 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。 3 v3 R# n6 C9 I
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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" b! t8 \( e! q2 e+ ~8 C% F; L' O Phase 4 大洋老年期—洋壳俯冲 8 t. O+ K" w. y+ i
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太平洋洋中脊—主要在东端分布
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9 R. c9 G( G+ B% H; J3 O2 ? 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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9 ?: }4 u! A, r5 C$ |( I d 太平洋日落 ' K; H6 ?# ]; p% D, Y
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+ Y# w% ~% B8 k @2 f# ?0 y; X: s 外太空瞭望太平洋 9 n# x/ v p1 ?- p {! K9 t0 F
+ ~) \, ?' z2 y/ Q% x 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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1 F1 B; ^+ w- w6 Q( j 太平洋东端，可见明显的洋中脊分布 : N0 J+ R8 B3 K( c+ a8 O. E n
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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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7 k$ z" J/ R) C; }, i1 l8 K Phase 5 大洋的残留期
0 J% v( o) D2 m d 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。 * a+ Y5 `& \# b: i0 A8 ]) A1 m
# p, y9 Z4 D) _ 卫星拍下的地中海
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地中海中最大的两个岛：西西里岛和撒丁岛 " T3 ^( O+ Y# o1 k, E M' Q, K2 g7 X
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。
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Phase 6 大洋的消亡
) R: K J) i) b7 k C' L/ W2 S 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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1 G: [8 Z) ^( ^& M$ r8 X' m 新特提斯造山带 0 ]0 }! n4 M9 m) ~/ C& ]. S3 L1 G
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, E( O8 C r6 e X% Q8 [3 u! Y 喜马拉雅山系
: P7 E, f, @6 m) j& |% _# _ 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。 5 }' U8 z( J6 w4 |. q/ g
美术编辑：赵亚楠 & w0 M( h8 g8 q/ P
校对：张燡敏 2 F3 ? O/ Q/ r( ]! O! z
公众号：中科院地质地球所
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