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关注中科院地质地球所，探索地球的奥秘 1 w5 X7 `. p! m6 j! B
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大洋的一生
# r. B# a% ?0 w* p4 O 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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( x2 U" s& c: M p, B/ k) R 《成语 沧海桑田》王建峰 绘
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6 U! e- w/ k/ x0 d 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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$ J7 ~% ?6 C( x% [9 a2 f6 a 威尔逊旋回示意图 8 O2 @% ^5 E, w
) g2 R2 E! p5 p 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。
& x- | k( Y+ G y1 [9 A- J 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： 2 M0 G- F- Q \8 S
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Phase1: 大洋的胚胎期——大陆裂谷 . r0 d% T2 }: A; k9 E
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东非大裂谷 4 W8 c3 T% w2 @5 U5 l7 f' `$ Q& c
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# x. }9 u C, t5 r% g+ b1 \% T 东非大裂谷与红海—亚丁湾构成三联点
0 J3 S3 f% k; ^3 T. H+ U' u 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。 ! X( O3 K* b* [# x, ?. C
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( n0 I& p9 Y* Y$ X- z Phase 2 大洋的婴儿期——初生洋壳 : W6 o, u- L4 |) P) q# w% H
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Google earth 上的红海
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9 ]8 Y( s- q$ H. H9 B 红海一景 3 ?7 c6 t* c% E5 J' e5 v5 t: R" m8 C
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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。
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Phase 3 大洋成年期——洋中脊扩张
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Google earth 中的大西洋
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* d9 x4 w1 @# b8 b8 v: ~+ {# Y5 F 大西洋洋中脊 7 b. p" C& Y' H9 q$ P+ M+ 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。 ' ` l1 @( v+ n6 X. l
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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( T0 ]$ K0 P) t2 C Phase 4 大洋老年期—洋壳俯冲
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太平洋洋中脊—主要在东端分布
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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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8 f) w/ p8 C, D# e 太平洋日落
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. _ O' l3 D6 ?9 ]3 l4 y8 G. V 外太空瞭望太平洋 $ B; V& I9 |, x! P: z
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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。 " M* Y2 T5 W: O) z# [9 k
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太平洋东端，可见明显的洋中脊分布 7 P% k0 i1 r9 K. o8 X$ h, {& ?- [
: e, |% F; |+ q9 m2 Z 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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Phase 5 大洋的残留期
0 ]! ~2 P2 W1 Z2 p" 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。
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卫星拍下的地中海 , w! i7 F; R, L0 J" W
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5 ]0 {. {1 ^, p5 l6 I 地中海中最大的两个岛：西西里岛和撒丁岛
1 c# a( |* P1 k/ n, H 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。 1 S- K* x# D! t: D8 A9 w- G8 F
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Phase 6 大洋的消亡
9 M( ]( A" N7 N+ k" V 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。 2 ]5 O; @& Z" ^, a# \8 _
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( P: X& ]; n6 ]9 G$ Y2 x- { 新特提斯造山带
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喜马拉雅山系
% L$ R& }4 E: P 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。
4 x' r) B% N$ _2 z; a- G 美术编辑：赵亚楠 9 j' o" _9 U6 n
校对：张燡敏
( S8 ~ z8 ?$ F* B 公众号：中科院地质地球所
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