夏威夷的成因之谜

作者: 梁光河

来源: 百科知识

发布日期: 2018-07-13

夏威夷群岛的成因机制是大陆漂移,而不是地幔柱或者海底扩张。它源于一个叫科里亚克的大陆板块从太平洋中部出发一路漂移到西伯利亚,并与西伯利亚板块碰撞拼合。漂移后,它在太平洋板块上留下了深切割的海沟,使得这些区域洋壳变薄,成为薄弱带,后期由于受到太平洋四周大陆板块的挤压,使得太平洋深处的岩浆沿着薄弱的深切割海沟喷(涌)出,产生了这些岛链。

夏威夷地处北太平洋中心地带,是世界上距离大陆最远的群岛。离最近的大陆也有4000千米。这里的上百个岛屿镶嵌在蔚蓝色的海洋中,它们被马克·吐温称为大洋中最美的岛屿,是停泊在海洋中最可爱的“岛屿舰队”。

因为在雨季几乎天天可以见到彩虹,夏威夷也被称为“彩虹之州”。在世界上其他地方,每当火山喷发时,人们都会赶紧逃避;而在夏威夷,人们会专程前来观看火山喷发。岛上建有国家火山公园,专供游客观赏火山喷发时的壮丽景象。踏着冷却后的岩浆,游人可以走到蒸汽缭绕的火山口去,甚至可以看到红色岩浆滚滚流入大海的壮丽景象……这些都是在世界上其他地方难以得到的神奇体验。美国宇航员还把夏威夷当作学习火山地质学的基地。

之所以在夏威夷可以与火山亲密接触,是因为夏威夷群岛本身就是火山喷发的产物。它是一个巨长的火山岛链中的很小一段,包括著名的大夏威夷岛、檀香山、可爱岛,等等。前不久,全球最活跃的火山之一—夏威夷基拉韦厄火山持续喷发,科学家警告说,基拉韦厄火山在未来还可能再度出现一连串激烈喷发,乃至更具毁灭性的熔岩流。

夏威夷群岛的成因机制一直是地球科学领域争论的热点问题之一。传统观点认为是地幔柱成因;但诸多新证据表明,该理论解释不了夏威夷-帝王火山岛链的特征。既然地幔柱理论难以解释夏威夷群岛的成因,那么,夏威夷群岛到底是如何形成的?要探讨这个问题,需要首先了解一点地球科学的基本知识,那就是大陆漂移和海底扩张。

大陆板块存在大规模水平漂移是地球上的普遍现象,而且大陆板块当前还在运动中。现代精确GPS测量和古生物、古地磁学都有确凿证据说明大陆板块会漂移。魏格纳在100年前提出了大陆漂移学说。他认为,大陆板块漂移的动力主要包括两个:一是因地球自转存在一个指向赤道的离极力,二是因地球自转产生向西的力。不过,地球物理学家计算后发现,这两个力非常小,不足以推动巨大的板块克服阻力发生漂移。

按照地热学常识,大陆上的平均地温梯度是每百米增温3℃,超深钻探也验证了这个地温梯度的正确性。这就意味着,40千米之下的地温可达1200℃。而大洋的地温梯度远高于大陆,在1200℃下,绝大部分岩石会变成熔融的岩浆。由此,笔者提出了新的大陆漂移假说——大陆板块是漂浮在大洋板块上的。这是因为,随着深度的增加,地温逐渐增高,岩石渐渐由弹性变为软塑性,大陆板块底部因此会漂浮在大洋深处的岩浆上。

新大陆漂移模型,A是漂移前的状态,B是漂移后的状态。我们可以形象地把大陆漂移比喻成“平底热锅里的黄油会自己跑”。这个运动过程是基于大陆板块首先发生裂解,产生了一个裂缝,使得大洋深处的岩浆上涌。在初始阶段,大陆漂移与海底扩张一致;但由于洋中脊喷出的岩浆很快被海水冷却进而熄灭,海底扩张不能持续,而在漂移的大陆板块后面有岩浆持续涌出,并不断被海水熄灭,这个热力推动过程的持续使得大陆板块向前移动。

本文给出的证据说明,夏威夷群岛的成因机制是大陆漂移,而不是地幔柱或者海底扩张。它源于一个叫科里亚克的大陆板块从太平洋中部出发一路漂移到西伯利亚,并与西伯利亚板块碰撞拼合。漂移后,它在太平洋板块上留下了深切割的海沟,使得这些区域洋壳变薄,成为薄弱带,后期由于受到太平洋四周大陆板块的挤压,使得太平洋深处的岩浆沿着薄弱的深切割海沟喷(涌)出,产生了这些岛链。

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