近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室林間院士團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國際多位科學(xué)家，對東太平洋加拉帕戈斯洋中脊區(qū)域下方的地幔過程進(jìn)行深入研究并取得重要進(jìn)展，研究成果發(fā)表在國際著名期刊Geophysical Research Letters（《地球物理研究快報(bào)》）上。鄭婷婷助理研究員為論文的第一作者與通訊作者，林間院士為共同通訊作者，美國伍茲霍爾海洋研究所Hans Schouten教授與Deborah Smith教授、杜克大學(xué)Emily Klein教授、Scripps研究所Ross Parnell-Turner教授為論文共同作者。
加拉帕戈斯洋脊位于東太平洋加拉帕戈斯三聯(lián)點(diǎn)（triple junction）區(qū)域。由于受該區(qū)東部加拉帕戈斯熱點(diǎn)的持續(xù)作用，洋脊呈現(xiàn)由東向西漸進(jìn)式的“V”型擴(kuò)張?zhí)卣?，是研究大洋板片從裂解到擴(kuò)張這一重要科學(xué)問題的關(guān)鍵場所。然而，該區(qū)域此前一直缺乏高精度地球物理數(shù)據(jù)。
2018年國際航次在該區(qū)域采集了最新的船測地球物理數(shù)據(jù)，研究人員結(jié)合航次數(shù)據(jù)與衛(wèi)星數(shù)據(jù)分析了該區(qū)域的重力異常與地殼結(jié)構(gòu)特征，基于剩余地幔重力異常（RMBA）端元模型與地震約束反演了地殼厚度，其結(jié)果顯示該區(qū)域板片裂解到擴(kuò)張的過程中洋殼的厚度自西向東增加了約2-3公里。同時(shí)，橫穿洋脊的地幔布格重力異常（MBA）剖面呈現(xiàn)出自東向西逐漸變平的特征，該趨勢無法用常規(guī)的巖石圈板片冷卻模型矯正掉，揭示了該區(qū)域的重力異常受到了淺部地幔的影響（圖1）。研究人員對熱冷卻模型進(jìn)行不同范圍的平滑濾波，很好的擬合了穿脊的MBA曲線變化，并基于此認(rèn)為該區(qū)洋中脊在漸進(jìn)式擴(kuò)張過程中，其下方地幔部分熔融區(qū)域的寬度自東向西逐漸增大。
該項(xiàng)研究為東太平洋加拉帕戈斯洋脊的構(gòu)造演化提供了新見解，對于理解和揭示全球其他漸進(jìn)式擴(kuò)張中心的構(gòu)造演化及其控制因素具有重要啟示。
該項(xiàng)研究得到了國家自然科學(xué)基金、廣東省實(shí)驗(yàn)室（廣州）人才團(tuán)隊(duì)引進(jìn)重大專項(xiàng)、中國科學(xué)院項(xiàng)目、廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、深圳科創(chuàng)委項(xiàng)目的聯(lián)合支持。
相關(guān)論文信息：
Zheng, T., Lin, J., Schouten, H., Smith, D. K., Klein, E., & Parnell-Turner, R. (2023). Gravity anomalies and implications for shallow mantle processes of the western Cocos-Nazca spreading center. Geophysical Research Letters, 50, e2022GL102133. https://doi.org/10.1029/2022GL102133
圖1 太平洋加拉帕戈斯三聯(lián)點(diǎn)區(qū)域位置與地形圖
圖2 研究區(qū)自由空氣重力異常（FAA，上）與地幔布格重力異常（MBA，下）分布圖
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