地球物理學家首次實地捕捉到海底洋中脊裂縫實時擴張的全過程。研究團隊在印度洋一片總長100千米的海域布設了20余個觀測站點，完整記錄下一次重大地質活動——約1.6億立方米熔巖噴涌至海底，短短數天內兩側洋殼向兩側拉開至少兩米。相關成果7月8日發(fā)表于《自然》。
論文第一兼通訊作者、法國國家科學研究中心的Jean-Yves Royer表示，此次地質活動的規(guī)模“完全超出預期，令人震驚”。
板塊互相分離時，巖漿會沿洋中脊噴涌至海底形成熔巖。圖片來源：Doug Perrine/Nature Picture Library/SPL
洋殼覆蓋地球近2/3的表面，海底洋中脊正是新生洋殼的誕生地。板塊運動將原有地殼向洋中脊兩側拉扯，地幔深處涌出的巖漿冷卻凝固，形成全新洋殼。人類自20世紀中期就已大致掌握這套板塊擴張理論，但始終未能實時觀測到完整過程。
英國國家海洋中心的Isobel Yeo表示，盡管洋中脊是塑造地球地表形態(tài)的核心構造，但“我們對洋中脊形成過程中火山噴發(fā)、板塊運動的發(fā)生頻率、規(guī)模與動態(tài)機制依舊知之甚少”。
Royer團隊將觀測目標鎖定于東南印度洋中脊。該洋中脊大致呈東西走向，橫亙印度洋海底，分隔南極洲板塊與澳大利亞板塊，兩塊板塊分別承載南極洲、大洋洲大陸及周邊洋殼。
兩大板塊整體每年相互分離約6厘米，主要驅動力來自澳大利亞板塊持續(xù)向北漂移。但澳大利亞板塊部分區(qū)域會長期保持靜止，隨后突然發(fā)生劇烈位移，并伴隨大量地震。為捕捉這類突發(fā)性地質事件，團隊于2024年2月在洋中脊一段100千米長的區(qū)域沿線布設了3種觀測儀器。
團隊重點布設了5臺水下聽音器，相當于水下麥克風，可捕捉地震等活動產生的聲波；同時架設15臺聲學信標，這類設備依靠支架固定于海底、內置電池，既能發(fā)射也能接收水下聲波。信標每4小時互相發(fā)射聲波信號，記錄信號往返耗時。
通過聲波往返時長變化，科研人員可測算信標之間的距離隨時間發(fā)生的改變。2024年4月26日，水下聽音器率先捕捉到持續(xù)地震震顫；后續(xù)數天，聲學信標數據證實，因地殼快速擴張，部分觀測站點之間拉開至少兩米距離。
團隊布設的壓力傳感器還記錄到海底深度發(fā)生大幅變化。預估共有1.6億立方米巖漿從地殼下涌出、鋪灑在海底，耗盡了洋中脊地帶長期囤積的巖漿庫，致使部分海底地面下沉。“我們原本預估垂直沉降僅幾厘米，實際測出沉降幅度達4.2米。”Royer說。
Royer解釋，此次地殼瞬間運動，一次性釋放了該段洋中脊積累30至60年的構造應力，應力來自澳大利亞板塊北移帶來的持續(xù)拉伸作用。Yeo評價稱，這項研究“罕見、直觀地展現了板塊擴張的真實動態(tài)過程”。（來源：中國科學報 王方）
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-026-10785-0