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地殼輪迴——宜居地球“成長記”

2025-02-07 18:29:29

“除與太陽之間的距離適宜和行星大小適中外,地球之所以宜居的一個重要因素就是擁有動力十足的地球內部物質迴圈系統。”地球並不是一個靜態的行星,而是一個不斷變化的系統,這對我們理解地質、地球物理和海洋等學科知識至關重要。

紅海衛星地形圖(圖源:《知識就是力量》雜誌)

1

“輪迴”謎團

地球是太陽系中唯一已知具有水圈、大氣圈、生命活動且適合人類居住的行星。然而,地球的宜居性並非與生俱來。它是如何從早期的熾熱行星演變成如今這個擁有良好圈層結構且生機盎然的宜居星球的?這個問題是地球科學中的一個重大科學課題,也是人類對未知的終極探索之一。

宜居和非宜居星球的對比

(圖源:《知識就是力量》雜誌)

比較宜居和非宜居星球可以發現,地球有兩個區別於其他類地行星的重要標誌:活躍的內部和長期、持續的大氣圈-水圈-固體地球內部圈層相互作用。這也是地球生命維持存在的根本保障。

威爾遜旋迴(Wilson Cycle)學說則從海底觀測的角度,科學地揭示了地球內部層圈相互作用的一般規律。

SPRING FESTIVAL

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一個旋迴 一種解釋

“威爾遜旋迴”這一專業術語由兩位英國地質學家——約翰·杜威(John Frederick Dewey)和凱文·伯克(Kevin Charles Antony Burke)正式命名,以紀念加拿大地質學家約翰·威爾遜(John Tuzo Wilson)對大洋形成、演化與消亡研究的重要貢獻。

大洋盆地的生長和消亡

(圖源:《知識就是力量》雜誌)

威爾遜旋迴描述了大洋盆地從形成到消亡的整個演化過程。這一過程始於大陸岩石圈(由大陸地殼和部分上地幔組成)的裂解,以裂谷為生長中心,新的大洋岩石圈(由大洋地殼和部分上地幔組成)形成後,透過洋中脊進行海底擴張,進一步形成成熟的大洋盆地(洋盆)。隨著大洋岩石圈向兩側的大陸岩石圈下方俯衝、消亡,洋盆開始縮小、消失,兩側大陸岩石圈又拼合成了一個整體。

威爾遜旋迴講述了大洋盆地的“生與死”,為宜居地球的演化提供了一個全新見解。

SPRING FESTIVAL

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動態的過去、現在和未來

威爾遜將大洋盆地的演化過程一般被分為6期,但隨著地質學家對全球構造的進一步認識,故又添2期,形成了現在的新威爾遜旋迴。

加利福尼亞灣衛星地形圖

(圖源:《知識就是力量》雜誌)

從這一學說的視角出發,如果未來地球上出現第5個大洋,最有可能出現的地方是現在紅海所處的中東-東非地區,因為紅海正處於威爾遜旋迴的幼年期。並且,處於衰退期的太平洋也有可能出現新的擴張點,因為加利福尼亞灣也處在幼年期。

SPRING FESTIVAL

撰文 | 頡煒 譚文睿 王志朗 黃小龍 趙太平 董隨亮

責任編輯 | 牛一名 段陽陽

運營編輯 | 段陽陽

質量稽核 | 業蕾

❖ 文章來源:《知識就是力量》雜誌

《地殼輪迴 —宜居地球“成長記”》 ❖

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