1912年，魏格纳（A·Wegener）提出著名的“大陆漂移”假说，在众多科学家的努力下，“板块构造学”理论得以确立，从根本上改变了人们对地球内部运动的认识。然而，板块内部及板块分离边界（洋中脊）上众多的隆起或海山是如何形成的，人类始终没有寻找到合理统一的解释。摩根（J·Morgan）提出的“地幔羽”假说曾在很长一段时间占据主流地位，但越来越多的研究发现让这一假说成为现今地球科学领域最大的争论之一。

 

2月14日，《自然》杂志发表了同济大学海洋与地球科学学院周怀阳教授联合美国伍兹霍尔海洋研究所迪克（Henry J·B·Dick）教授进行的研究成果，对这一沿用40多年的“地幔羽”假说提出了挑战。

 

“地幔羽”假说认为，地幔内部温度的局部异常导致的大规模岩浆涌出地表，形成了隆起或海山，隆起或海山代表了较厚的地壳或洋壳。而周怀阳团队通过地质取样发现，在西南印度洋洋中脊上，绵延3100公里长的马里安隆起（Marion Rise）的地表，广泛分布有通常被认为代表地幔的橄榄岩，在马里安隆起东段的53○E洋脊段上，有约3200平方公里大小的区域几乎完全缺失洋壳，地幔直接出露于地表，这段“薄洋壳”的发现，是“地幔羽”假说无法解释的。对此，周怀阳和迪克提出：温度异常显然不是造成隆起的唯一原因，也极可能不是主要原因，地幔的成分异常很可能才是控制洋中脊深度变化的主因。

 

这一研究令地球科学界感到振奋，被认为是为“地幔羽”理论“钉上了最后一根棺材钉”。英国剑桥大学麦柯勒伦教授在评述中说，如果这一对印度洋洋中脊的地质观测是正确的话，将对人类深入理解地幔具有重要意义。然而要验证这一假说，需要进行更广泛的地质取样和地球物理调查工作。

 

周怀阳说，人类的触角已经到了外太空，但对于我们脚下的地球内部构造依然所知甚少。通过深海钻探打穿洋壳，直接获取地球深部的样品，研究地球内部的真正结构和构造，一直是人类的梦想。人类对资源、环境的所有要求都基于对地球的深刻认识。深入理解地幔的变化机制，对于了解海底成矿和全球气候变化都有重要意义。这项研究成果得到了中国大洋矿产资源研究开发协会、国家科技部973项目和美国自然科学基金的联合资助。