世界不思議

神秘的西南印度洋中脊「亞特蘭蒂斯淺灘」


古希臘哲學家柏拉圖在其著作中提到,曾有一處叫「亞特蘭蒂斯」的文明之地,後沈沒於大西洋底。如今,西南印度洋中脊有一處可能「觸摸」到地殼與地幔邊界的神秘之地,科學家取用這一名字,稱其為「亞特蘭蒂斯淺灘」。

亞特蘭蒂斯Ⅱ轉換斷層位於東經57度,東側分布了一系列隆起的海嶺。亞特蘭蒂斯淺灘就位於一個最高的海嶺頂端,是一個長40公里、寬30公里的穹狀隆起,處於水下700多米。

西南印度洋中脊是世界著名的超慢速擴張洋中脊。由於岩漿供應量不足,不能及時形成完整的新洋殼。在拆離斷層的「拉拽」作用下,下洋殼或地幔岩石被向上抬升,並裸露在海底,形成「大洋核雜岩」。穹狀的亞特蘭蒂斯淺灘正是這樣的「大洋核雜岩」,這使得它對地質海洋科考具有特殊意義。

1987年,科學家在亞特蘭蒂斯淺灘鑽了一個編號為735B的孔,鑽孔深度為504.5米。1997年,科學家找到735B孔繼續鑽探,鑽到1508米時,惡劣的天氣與海況不幸使近千米長的鑽杆折斷在鑽井裡,再也無法取出。1998年,科學家又在附近鑽了一個編號為1105A的160米深孔。這些鑽孔都鑽取到下洋殼的代表性岩石——輝長岩。

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除了開展大洋鑽探,科學家還在亞特蘭蒂斯淺灘開展過多波束探測、磁異常調查、重力異常調查、水下機器人地質取樣、載人深潛器地質取樣、地質拖網等多種科學考察,繪製出約25平方公里的高解析度等深線圖。

地震波探測結果顯示,亞特蘭蒂斯淺灘下方莫霍面位於5500米深處。傳統觀點認為莫霍面就是地殼與地幔的分介面。但區域構造地質分析卻顯示,亞特蘭蒂斯淺灘下方的殼幔分介面位於更淺位置。尤其是水下機器人考察結果發現,亞特蘭蒂斯淺灘的下洋殼輝長岩厚度可能只有1500至2895米,再往下就是蛇紋石化的橄欖岩,目前觀點認為後者主要存在於地幔中。

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上述結果對莫霍面的傳統概念提出挑戰,即通過地震波探測得出的莫霍面可能並不代表地殼與地幔分介面,而是代表新鮮橄欖岩與蝕變橄欖岩的介面。由於海水滲入地幔與橄欖岩發生反應,導致其蛇紋石化,而蛇紋石化橄欖岩中的地震波速與下地殼輝長岩類似,這使得地幔與下地殼很難通過地震波速有效區分。

科學家認為,至少在亞特蘭蒂斯淺灘這一特殊構造區域,莫霍面並不能代表殼幔邊界,而是代表了地幔橄欖岩的蝕變介面。為了驗證這一新觀點,他們計劃通過3個航次的大洋鑽探,在亞特蘭蒂斯淺灘重新鑽一個孔,目標是分三步鑽穿地殼,直達殼幔邊界。目前,「決心」號大洋鑽探船正在進行第一個航次鑽探,計劃鑽孔1300米。

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