記者從中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所獲悉，該所劉麗軍研究員團(tuán)隊(duì)與合作者，借助自主開發(fā)的高分辨率全球數(shù)據(jù)同化模型，還原了2.7億年來地球板塊俯沖演變過程，模擬分析了地幔熱柱的活動(dòng)規(guī)律，找到了全球各類海底山丘的統(tǒng)一形成原因，相關(guān)成果于6月10日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然-地球科學(xué)》發(fā)表。
模型重現(xiàn)的現(xiàn)今三維地幔柱結(jié)構(gòu)與地質(zhì)觀測的對比。頂部彩色曲面展示大陸地形，白色區(qū)域?yàn)榇箨懠�、海山與島弧等區(qū)域。橙紅色等溫面表示地幔柱。海洋深處遍布著四萬多座海底山丘，散落于各大洋海域。此前主流觀點(diǎn)認(rèn)為，地球深處的高溫?zé)嶂錾弦苿?dòng)的板塊，會形成連綿的海底火山鏈，典型代表就是夏威夷群島。但這一理論存在明顯短板：符合該特征的火山鏈僅有50余個(gè)，根本無法解釋數(shù)量龐大、分布零散的海底山丘，因此海山的成因也一直是學(xué)界難題。多年來，各國科學(xué)家提出多種猜想，但大多停留在理論層面，難以印證地球深部的真實(shí)活動(dòng)情況。
我國研究團(tuán)隊(duì)依托天河超級計(jì)算機(jī)開展了模擬運(yùn)算，精準(zhǔn)還原了全球地下熱柱的位置與地幔軟流圈的熱力狀態(tài)。研究證實(shí)，不管是連成線狀的海底山鏈，還是單獨(dú)分布的零散海山，形成都和來自地幔底部的高溫物質(zhì)密切相關(guān)。以太平洋海域?yàn)槔�，早期大量地下熱物質(zhì)聚集在板塊下方，催生了大片零散海山。隨著地質(zhì)演變，主熱柱還會分化出多個(gè)小型熱柱，不斷催生新的海底山丘。這些殘留的高溫物質(zhì)長期停留在地幔軟流圈，其溫度高低和海山規(guī)模存在明顯關(guān)聯(lián)，也證實(shí)了這片區(qū)域就是海山的“孕育地”。
該研究補(bǔ)齊了傳統(tǒng)理論的短板，為全球數(shù)萬座海山找到了統(tǒng)一的動(dòng)力來源，更新完善了地幔熱柱相關(guān)理論，也讓人類對海底地貌的形成演化有了更清晰的認(rèn)知。