人類生活在地球上，卻對(duì)“地底下”的認(rèn)識(shí)十分淺顯。

根據(jù)地球板塊學(xué)說，地球表面像被分為一個(gè)個(gè)板塊，包括大陸和洋底，它們一直在做非常緩慢的漂移運(yùn)動(dòng)。長久以來，地球科學(xué)家們一直被一個(gè)基本問題困擾著：和陸地上的山峰相應(yīng)，大海的海底表面也是群峰迭起。但這些海山和海底隆起的成因是什么？

美國科學(xué)家摩根約40年前提出的“地幔羽”假說給出了一種解答，但也引發(fā)了地球科學(xué)領(lǐng)域最大的爭論。今年2月14日，國際頂級(jí)期刊《自然》雜志刊發(fā)了由同濟(jì)大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院教授周懷陽和美國海茲霍爾海洋研究所迪克（HenryJ.B.Dick）教授聯(lián)合發(fā)表的論文，對(duì)“地幔羽”假說提出了有力挑戰(zhàn)。

“蛋清裸露”有悖傳統(tǒng)理論

地球的內(nèi)部構(gòu)造有點(diǎn)像雞蛋：最外層的地殼較薄，地殼之下由外向里分別為地幔和地核。它們的分層結(jié)構(gòu)分別像雞蛋的蛋殼、蛋清和蛋黃。

根據(jù)摩根的“地幔羽”假說，海山和隆起的形成，其成因主要是地幔內(nèi)部溫度的局部異常，造成大規(guī)模巖漿涌出地表。這些隆起和海山，代表了較厚的地殼或洋殼。

作為這一假說的有力支撐，最通用的例子就是大西洋洋中脊上的冰島隆起和在太平洋板塊內(nèi)部的夏威夷山鏈。不僅如此，全球地理化學(xué)的對(duì)比研究似乎也為這一假說提供了一些佐證。

但周懷陽在《自然》雜志中提出了他的新發(fā)現(xiàn)。這篇題為《支撐馬里安隆起虧損地幔的薄洋殼證明》的文章介紹，在南印度洋海底的西南印度洋山脊上，綿延著3100公里長的一段隆起，它叫做“馬里安隆起”。馬里安隆起和冰島隆起的面積大致相當(dāng)。如按照“地幔羽”說法，海洋隆起通常與地幔熱點(diǎn)和變厚的地殼有關(guān)，說明它們是地幔中的熱異常造成的。

2010年9月，當(dāng)周懷陽乘坐“大洋一號(hào)”科考船抵達(dá)馬里安隆起東段53°E洋脊時(shí)，發(fā)現(xiàn)這里有一塊約3200平方公里大小的區(qū)域幾乎完全缺失洋殼，地幔直接露出在地表上。形象地說，雞蛋蛋殼不見了，蛋清直接裸露在表面。

經(jīng)過現(xiàn)場樣本打撈和仔細(xì)的甄別研究后，周懷陽發(fā)現(xiàn)，造成馬里安隆起的原因根本不是地幔內(nèi)部的溫度異常，而是地幔的成分異常。根據(jù)他的解釋，是較輕的虧損地幔在均衡作用下產(chǎn)生了隆起，而地幔的虧損原因則可追溯到1.8億年前南極板塊和非洲板塊分離時(shí)發(fā)生的大規(guī)?；鹕阶饔没蚋绲牡刭|(zhì)歷史事件。

進(jìn)一步研究需要地球深部樣品

周懷陽告訴記者，光這篇論文的研究和寫作，就用了整整三年。但他特別提及，文章的順利發(fā)表還有一個(gè)重要的原因：論文第二作者迪克教授提供了西南印度洋山脊的很多背景數(shù)據(jù)。光這些數(shù)據(jù)的采集和資料積累，迪克就花費(fèi)了35年的時(shí)間。

“如果周懷陽和迪克對(duì)于來自印度洋洋中脊地址觀測的解釋是正確的話，那么他們的工作將對(duì)我們深入理解地幔具有重要的意義?！庇鴦虼髮W(xué)教授麥柯勒倫在同期《自然》雜志上專門撰文評(píng)述了這篇論文。

根據(jù)周懷陽的研究，海底隆起和海山的成因，地幔內(nèi)部的溫度異?？赡芤呀?jīng)不是主要原因。但一些學(xué)者表示，要進(jìn)一步論證地幔成分異常是控制洋中脊深度變化主因的理論，還需要作進(jìn)一步的地質(zhì)取樣和地球物理調(diào)查工作。

周懷陽說，進(jìn)一步的科研考察，很大程度上將依賴于深海鉆探，從而直接獲取地球深部的樣品，這樣才能更全面地研究地球內(nèi)部的構(gòu)造。

摘自2013年2月21日《文匯報(bào)》