地球表面被各大陆地分隔为彼此相通的广大水域称为海洋,海洋的中心部分称作洋,边缘部分称作海,彼此沟通组成统一的水体。作为地球上最广阔的水体,到底是怎么来的呢?

关于海洋的起源有多种假说,一种认为洋壳是原生的,地球形成初期大洋就已经存在。另一种假说认为泛大陆分离时海底扩张形成了洋壳。还有一种假说认为熔融岩浆侵入地壳并溢出地表冷凝,因其密度大,导致其下伏地壳沉入上地幔,最终形成洋壳。至于海水,各种假说都倾向于来自地壳和上地幔的观点。

遥望茫茫大海(茫茫大海到底从何而来)(1)

洋壳比陆壳薄得多,而大洋盆地是全球地势最低处。因此,要认识海洋的起源,就必须了解大洋化过程,即地壳变薄、洋盆形成和海水聚集过程。

地台型地壳(陆壳)是大洋化的最佳场所,冈瓦纳古陆上形成了印度洋,北美洲地台与冈瓦纳残片之间形成了大西洋,就是鲜明例证。此类地壳下界的莫霍面附近温度普遍高达500℃,水不断从地壳下部向上“泵出”,于是发生含水超基性岩的脱蛇纹石化过程,古地台陆壳逐渐被改造成为深水盆地薄洋(5-7km),这可能是大洋化的一种机理。第二种机理是大洋化区域原有温度较高,开始发生脱花岗岩作用。花岗岩质成分被带到新生地壳上部,即带到水中,因此被改造的地壳继续变薄。

遥望茫茫大海(茫茫大海到底从何而来)(2)

地壳大洋化需要充足的能源。地幔的放射性衰变产生的热量正好提供了这种能源。地幔因放射性元素衰变而被加热,并以1.4x10*~1.7x10°年为周期发生熔化循环,形成于300~500km深处的熔融带逐渐上升,上部通过莫霍面而达到30km深处,使陆壳下部也处于熔融状态。此时,地壳大量吸收热能,这些热能需经过1000x10°~1500x10年才能释放到宇宙空间。熔融层上部沉降到莫霍面以下,直到50~80km深度处,大洋化才告终止。但地幔中的熔融区还将在一段时间内继续存在。未熔玄武岩从地幔中溢流到洋壳表面呈薄壳状覆盖于洋壳上。

遥望茫茫大海(茫茫大海到底从何而来)(3)

在大洋化过程中,蛇纹岩中的结合水在550℃温度下上升到地表,成为大洋水的重要来源。如果温度达到550~700℃,台壳上部将发生选择性熔化已经变薄的地壳的化学成分将进行再分配。放射性元素总量在地壳大洋化前后没有显著变化,古地台和大洋中的热流仍处于均衡状态。

,