地球科学
洋中脊与区域划分、板块运动的关系
投稿人:陈小华 投稿时间:2024-10-08 11:56 访问量:

洋中脊是海洋扩张运动的重要组成部份,是板块运动的中间衔接构造。

全球洋中脊全长约6.4万公里,也有的说是8万公里,宽约1500-2000km,高出洋底约3km,每年5~10cm速度扩张。各种图片中的洋中脊图有差异,也因为海水的掩饰,难见真容。 以下从洋中脊的分布、翼部方向、体积换算三个方面着手描述。

一、洋中脊的全球分布

洋中脊多数分布在大洋中间,东北太平洋却是洋中脊贴着北美洲大陆的西海岸。全球洋中脊由环南极大陆凹陷环中洋中脊分别向大西洋、印度洋、太平洋伸出三个分枝,并且衔接良好,象一个巨大的凸轮带动三条飘带挥舞。

1.环南极大陆洋中脊从布韦岛向北伸入大西洋,深入到北冰洋。

2.从布韦岛向东北伸入印度洋,整体呈现"入"字型 ,西北端伸入亚丁湾,东南延伸到大洋洲南部,进入南太平洋。

3. 太平洋洋中脊从大洋洲南部向东北,直到东北太平洋,呈大"s"状形,在东南太平洋,洋中脊有分枝。东北太平洋的洋中脊没有看到明显的中央轴部,增长线可能在北美洲大陆的西海岸,也有可能是夏威夷群岛,还有可能是东西端都是增长线。

二、洋中脊翼部对称方向与板块之间位移

16区域划分和洋中脊分布结合,洋中脊轴部与01、O2、极移延长线在赤道线上的间隔如下:

南大西洋洋中脊(西经10°)→35°→01(东经25°)→45°→印度洋洋中脊(东经70°)→45°→极移延长线(东经115°)→90°→O2 (西经155°)→55°→赤道太平洋洋中脊(西经100°)→35°→极移延长线 (西经65°)→55°→赤道南大西洋洋中脊(西经10°)。 似乎其间隔有一定规律。

如果假设01、O2在全球长期板块运动保持相对不动,以此为参照系描述洋中脊和板块运动:O1东经25°在非洲大陆中央,O2西经155°在太平洋中部的莱恩群岛附近,两点保持不动,则围绕两点洋中脊都是与其分离关系:

1.非洲大陆西部的大西洋洋中脊,翼部方向是南大西洋西南--东北方向,赤道为东西水平方向 ,北大西洋为西北--东南方向。表示南美洲大陆相对向西南移动,赤道附近向西移动, 北美洲大陆东部向西北移动。

东部太平洋洋中脊翼部方向:东南太平洋是西北--东南方向,赤道是东西方向,东北太平洋是轻微的西南--东北方向。表示南美洲南部西海岸是向东南移动,中部赤道区西海岸向东移动,北美洲西海岸向东北移动。

综合表示:美洲大陆东部相对01是向西移动,美洲大陆西部相对O2是向东移动,大陆是东西收缩运动关系。同时,北美洲大陆向北移动,南美洲大陆赤道以南向南移动。

2.非洲大陆东部的印度洋洋中脊翼部方向,分东西两种。

西部延续大西洋的西南--东北方向,至亚丁湾时大幅度扭曲到南北向;东部在大洋洲南部,翼部方向从西南--东北向渐变为南北向,又渐变为西北--东南向延伸入南太平洋。

在印度洋南半球:东经115°以西区域,大洋洲相对非洲大陆东部是向东北方向移动;东经115°以东区域,只有向北移动。 以O2为坐标参照,大洋洲东部向O2靠拢收缩,东南部向北移动。

入字型南部的南极大陆:毛德皇后地相对非洲大陆东南部是向西南方向移动,威尔克斯地相对大洋洲(澳大利亚本岛)是向东南移动,显示南极大陆的毛德皇后地和威尔克斯地是东西分裂并向南移动的迹象。

赤道以北印度洋洋中脊对应的是印度次大陆和阿拉伯半岛,表示印度次大陆相对非洲大陆东部是向东北移动,而阿拉伯半岛相对索马里半岛是向西北移动,形成错位。

3.西北太平洋距离01、O2都很远,没有明显的洋中脊构造,岛弧和弧后海盆是主要构造。密克罗尼西亚群岛、莱恩群岛处于西北太平洋和O2、大洋洲之间 ,有可能从南半球变更到北半球。弧后海盆、 海底山脉高原也是海洋扩张运动的衔接构造之一。

《中国当代科技精华--地学卷》中李乃胜、 翟世奎对冲绳海槽各自从岩石、热流的角度,认为冲绳海槽是正在发展的、从陆壳向洋壳过渡发展转变。西北太平洋的弧后海盆约6000kmx1900km =1.14x10⁷km².

4.北冰洋的洋中脊是大西洋洋中脊的延伸部份。从图片上看洋中脊的翼部不明显,留下中央轴部,并且方向扭曲变化较大。这个迹象说明:①、北冰洋有过现在北大西洋相似的海洋扩张运动,产生洋中脊构造;

②、洋中脊翼部的隐退,说明凹陷作用使原来略高于海盆的翼部下沉与海盆平齐,是翼部之下的上地幔的平服的结果。

③、尽管欧亚洲和北美洲大陆都表现出程度不同的向北移动,却没有在北冰洋地区形成板块汇聚效应的造山造陆现象, 没有南极一样的大陆。以此侧面证实北极凹陷作用存在。 

5.再讲南极大陆。环南极大陆洋中脊都在南极凹陷环中。南美洲大陆南端是德雷克海峡、斯科舍海、南桑维奇群岛,是一个大海盆,类似于弧后盆,却在凹陷环中:洋中脊翼部方向显示南极大陆边缘向南汇聚的迹象。凹陷环的包围,限制了南极大陆与其它板块之间的长距离点位关系。

二、洋中脊与其它板块的体积换算。

《板块运动中的几何》(陈小华2016)认为:如果不考虑岩石密度变化和后来增损,高原、大陆与洋壳的体积之比约为8.5:5:1。

1.青藏高原面积约2.5x10⁶km²,蒙古高原约2x10⁶km²。蒙古高原略薄一些。

青藏高原换算面积,2.5x10⁶km²≈1.875x10⁷/(8.5-1)km²

蒙古高原换算面积:2x10⁶km²≈8x10⁶km²/(5-1)

前述估算西北太平洋海盆面积约为1.14x10⁷Km²。高原换算面积多于海盆,表明海盆扩张新增的洋壳能够与高原收缩消纳相当。

2.美洲科迪勒拉山系长约1.5万km,南美洲区域宽约300-800km,北美洲区域宽约800-1600km。太平洋东部和大西洋的洋中脊,与科迪勒拉山系大致平行,长度相当。

科迪勒拉山系换算面积:

①1.5x10000kmx300km≈4.5x10⁶km²=2.7x10⁷km²/(7-1) ,②1.5x10⁴kmx800km≈1.2x10⁷km²=7.2x10⁷km²/(7-1)

洋中脊面积:①1.5x10x2x1500km²≈4.5x10⁷km²,②1.5x10⁴x2x2000km²≈6x10⁷km²

从计算结果看,科迪勒拉山系体积可以同时覆盖大西洋、太平洋东部洋中脊体积之和。

3.前面计算只能是一种估算。因为海洋扩张中,不仅有洋中脊、弧后海盒,还有其它海底洋壳。收缩运动也不只是形成高原,还有大陆、大陆架等。这里只表示洋中脊新增生的洋壳能够与高原收缩消纳的地壳相互覆盖。

总结:洋中脊与16区域划分、长期地理极移方向所设想的板块运动基本相符,板块收缩造山造陆运动能够消纳洋中脊、海盆所新增生的洋壳。

存在的矛盾点:1.《天文地球动力学》介绍的观测结果:上海向东南移动,南美洲的巴西向西北移动。这与洋中脊翼部方向不相符。设想的是上海向西北或东北移动,巴西向西南方向移动。

2.北美洲大陆移动方向。 16区域划分法依据地理极移方向设想是向南移动、纬度减小。洋中脊翼部方向判断为向北移动、东西收缩。