“除与太阳之间的距离适宜和行星大小适中外,地球之所以宜居的一个重要因素就是拥有动力十足的地球内部物质循环系统。”地球并不是一个静态的行星,而是一个不断变化的系统,这对我们理解地质、地球物理和海洋等学科知识至关重要。


红海卫星地形图(图源:《知识就是力量》杂志)

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“轮回”谜团

地球是太阳系中唯一已知具有水圈、大气圈、生命活动且适合人类居住的行星。然而,地球的宜居性并非与生俱来。它是如何从早期的炽热行星演变成如今这个拥有良好圈层结构且生机盎然的宜居星球的?这个问题是地球科学中的一个重大科学课题,也是人类对未知的终极探索之一。


宜居和非宜居星球的对比

(图源:《知识就是力量》杂志)

比较宜居和非宜居星球可以发现,地球有两个区别于其他类地行星的重要标志:活跃的内部和长期、持续的大气圈-水圈-固体地球内部圈层相互作用。这也是地球生命维持存在的根本保障。

威尔逊旋回(Wilson Cycle)学说则从海底观测的角度,科学地揭示了地球内部层圈相互作用的一般规律。

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一个旋回 一种解释

“威尔逊旋回”这一专业术语由两位英国地质学家——约翰·杜威(John Frederick Dewey)和凯文·伯克(Kevin Charles Antony Burke)正式命名,以纪念加拿大地质学家约翰·威尔逊(John Tuzo Wilson)对大洋形成、演化与消亡研究的重要贡献。


大洋盆地的生长和消亡

(图源:《知识就是力量》杂志)

威尔逊旋回描述了大洋盆地从形成到消亡的整个演化过程。这一过程始于大陆岩石圈(由大陆地壳和部分上地幔组成)的裂解,以裂谷为生长中心,新的大洋岩石圈(由大洋地壳和部分上地幔组成)形成后,通过洋中脊进行海底扩张,进一步形成成熟的大洋盆地(洋盆)。随着大洋岩石圈向两侧的大陆岩石圈下方俯冲、消亡,洋盆开始缩小、消失,两侧大陆岩石圈又拼合成了一个整体。

威尔逊旋回讲述了大洋盆地的“生与死”,为宜居地球的演化提供了一个全新见解。

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动态的过去、现在和未来

威尔逊将大洋盆地的演化过程一般被分为6期,但随着地质学家对全球构造的进一步认识,故又添2期,形成了现在的新威尔逊旋回。


加利福尼亚湾卫星地形图

(图源:《知识就是力量》杂志)

从这一学说的视角出发,如果未来地球上出现第5个大洋,最有可能出现的地方是现在红海所处的中东-东非地区,因为红海正处于威尔逊旋回的幼年期。并且,处于衰退期的太平洋也有可能出现新的扩张点,因为加利福尼亚湾也处在幼年期。

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撰文 | 颉炜 谭文睿 王志朗 黄小龙 赵太平 董随亮

责任编辑 | 牛一名 段阳阳

运营编辑 | 段阳阳

质量审核 | 业蕾

❖ 文章来源:《知识就是力量》杂志

《地壳轮回 —宜居地球“成长记”》 ❖

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