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大西洋正在遭受入侵

大西洋不会永远存在。当它开始关闭时,将是俯冲带吞噬海洋地壳。一项新的研究表明,今天有一个正在向大西洋扩张。

作者:Erik Klemetti
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从国际空间站看到的,分隔非洲(南)和欧洲(北)的直布罗陀海峡。图片来源:NASA。

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地球的地壳具有双重个性。一方面,有大陆。大陆的地壳可能非常古老,高达 30 亿到 40 亿年!然而,构成地球表面大部分的海洋地壳的年龄却远不及此。事实上,最古老的海洋地壳大约是2.2 亿年前,或者大约是地球年龄的 5%。我们知道地球已经存在了数十亿年的海洋和海洋地壳,那么它们都去哪儿了?

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这就是俯冲的作用。俯冲是地球地壳的碎片被推入下一层(地幔)的过程。地幔不是坚硬的固体,而是塑性固体,因此在俯冲地壳时会变形。它也不如古老的地壳密集,所以地壳会“沉”入地幔,最终可能到达我们脚下数千英里处地幔和地核的边界。

俯冲带的基本模型,显示海洋地壳是如何被推到大陆地壳之下的。图片来源:维基共享资源。

Wikimedia Commons。

然而,并非所有地壳都一样。大陆地壳通常厚 20-40 英里(30-70 公里),由相对低密度的岩石(如花岗岩)组成。海洋地壳厚度接近 4-6 英里(7-10 公里),由较密集的岩石(如玄武岩)组成。这意味着当这两种板块在地球表面移动时发生碰撞,海洋地壳就没有机会了。它被推到大陆地壳之下,并重新沉入地幔

在地球板块构造的历史上,大量的海洋地壳已经通过俯冲循环回地幔,而大陆由于其厚度和浮力(大部分)能够抵抗。就像在菲亚特德比中的悍马一样,大陆不会垮掉。

俯冲使得板块构造得以运作,因为如果海洋地壳不俯冲,我们就需要一个膨胀的地球(这并没有发生),或者我们会形成厚厚的致密岩石层,导致板块构造很久以前就结束了。

大西洋在大约 1.5 亿年前诞生,当时北美洲和南美洲与非洲和欧洲分离。这个过程今天仍在继续,一条中洋海岭贯穿大西洋中部,将目前的板块进一步分开。我们在冰岛等地看到了由此引起的火山活动。然而,没有哪个大洋是永恒的。随着我们走向下一个超大陆,大西洋最终将开始关闭。

显示本研究地点以及大西洋中两个现有俯冲带(小安的列斯群岛和斯科舍弧)的地图。图片来源:AGI。

AGI。

然而,大洋盆地究竟将如何开始关闭仍然是个谜。你需要俯冲,而目前大西洋中的俯冲非常少。位于小安的列斯群岛弧斯科舍弧(位于南大西洋)都是小型俯冲带,可能从太平洋迁移到大西洋盆地。它们都位于大西洋的西侧,很难想象仅凭它们就会导致大西洋的终结。

João Duarte 及其同事在《地质学》杂志上发表的最新研究表明,我们可能已经有一个俯冲带正从东方入侵大西洋。也就是说,它可能来自地中海的直布罗陀海峡。

Duarte 及其同事指出,位于地中海入口处的一处海沟表明,一部分大西洋地壳正在直布罗陀海峡以东被推入地幔。他们结合了地中海盆地的地球物理数据和地质年代数据,构建了一个模型,显示这个直布罗陀弧今天可能正在以相当缓慢的速度向大西洋移动,但与其他人提出的观点不同,它并非“死亡”。

显示 8000 万年后大西洋直布罗陀弧位置的模型。图片来源:Duarte 等人(2024),《地质学》。

Duarte 等人(2024

相反,Duarte 及其同事表示,该弧的迁移只是暂时停止了,他们的模型表明,它将在未来(数千万年后)再次加速,将一个新的俯冲带送入大西洋盆地。这个俯冲带随后将开始将海洋地壳送入其地幔坟墓(并在摩洛哥和葡萄牙海岸线附近产生一系列火山)。

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直布罗陀、加勒比地区和南美洲南部俯冲带对当前大西洋盆地的“侵蚀”将联合起来,预示着大西洋的终结。这可能需要再过 2 亿年,但东西半球将(再次)碰撞,可能产生一条从斯堪的纳维亚到巴塔哥尼亚的巨大山脉。当这个新的超大陆诞生时,大西洋将结束,但正如 Semisonic 所说:“每一次新的开始都来自于另一个结束的开始。”

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