冰岛成因-21世纪最重要的科学论战之一

爱地理的刘老师 2023-02-26 10:09:57

冰岛是世界上火山密度最高的国家

不到10.3万平方公里的国土上

就有大小火山130多座

在历史上

文字记载了其中30座火山的125次爆发

从首都雷克雅未克望出去

四面都是火山的身影

且岩浆缓慢涌出并持续漫延

一层层铺就了冰岛的大地

围绕着冰岛成因的话题

一个21世纪最重要的科学论战正在进行

早在1921年

德国的地质和天文学家

阿尔弗雷德·魏格纳就提出了

大西洋海底山脉存在和生成的机理

从而引出了地球板块漂移假说

但是由于当时他的假说缺少证据的支持

受到了国际地质学界的质疑

直到20世纪50年代

科学家们才发现

在大西洋的海底

确实存在着一道巨大的山脉

它就是大西洋中央山脉

欧亚、非洲和北美、南美

板块连接的边缘

“大洋中脊”是地球海底山脉体系里

大西洋中央山脉的简称

它高约2000—3000米

宽1500到2000米

位于大洋中近2000米深的水下

号称是“地球最大的山脉”

这道巨大的拉链一直在开裂着

然而一切活动

都在人类难以到达的黑暗中悄悄地进行

开裂的冰岛

冰岛位于大洋中脊的最北端

中脊的轴线从西南到东北斜穿冰岛的全境

以瓦特纳大冰帽为主的冰岛火山带

位于相当于大洋中脊的中央裂谷带的位置

围绕着它

有大量的火山、断层和地缝

以及地球板块漂移更直观的证据

——裂谷

冰岛南部的辛格韦德利国家公园

是冰岛最经典的裂谷观赏地

从空中眺望

这片大地布满了平行的裂谷、裂隙

大洋中脊的“露头”

1963年11月14日

一艘渔船正在冰岛南部附近海域作业

船上的厨师看到海上升起一股黑烟

以为有船只遇险

船长立即命令前去救援

然而他们看到的

却是一个新生的岛屿

正在从海面上冒了出来

其实这个海底火山的喷发

已经进行了好几天

但因为海水的压制而未被发觉

几天后这个在水下时隐时现的小岛

就清楚地在水面上

占据了一平方公里的地盘

两年多后

海底火山喷发结束了

这个被命名为Surtsey的新生岛屿

面积达到2.5平方公里,高度174米

这块从大洋深处

在人们眼皮底下诞生的陆地

引起了地质和生物自然学界的极大兴趣

人们不仅目睹了陆地的新生过程

也看到了被海风和海水

带来的植物种子在岛上生根发芽

和昆虫海鸟与海豹

在岛上落脚繁殖的情景

更重要的

人们也观察到了这个新生岛屿

在强大的海浪海风的冲刷销蚀下

一点点地变小变矮

面临重新消失在海水里的危险

大洋中脊创造了新生岛屿

又可能会在某一天把它们收回去

冰岛与大洋中脊的关系在数万公里长的大洋中脊上有十来个面积能算得上岛屿的陆地露头冰岛是其中面积最大的一个便于进行较大规模的实地观测和实验因此地质学界公认冰岛是研究大洋中脊的最理想地点

多年来几百名科学家在冰岛用卫星定位、同位素检测、地磁测量等方法对地表岩层和地球深层的地震、火山、地形变化进行了观测和记录做出了冰岛周围和大洋中脊的海底图并且积累了大量第一手数据

目前普遍认为

地壳板块漂移理论相当好地解释了大洋中脊的生成发展机理然而冰岛作为大洋中脊的陆地展现部分虽然它与大洋中脊的关系已被公认但是冰岛的火山和地震带分布与大洋中脊的走向却有许多差异

图中架着小桥的地缝

名叫Crack of Almannagia

冰岛人说桥的两端

分别就是美洲板块欧洲板块了

大洋中脊在穿过冰岛时断裂带从清晰的单一裂谷变成了东、西、北三组平行的裂谷带小片的断裂带分散成几个区域走向与大洋中脊发生了角度偏差地质学如何解释这一现象?

图是阿尔曼纳裂谷带(Armannsfell graben)中众多平行的断层地缝之一是火山熔岩所形成的断层景观除了公认的地壳板块漂移理论对大洋中脊的解释是否还有其他因素造成了冰岛独有的地质特征?

有学者提出Rift Jump模型

认为冰岛特殊的构造

是板块漂移和地幔热柱共同作用的结果

当活动的断裂带

随地壳漂移远离地幔热柱后

活动会减少

而热柱轴会改变位置

在其附近形成新的活跃裂谷带

地幔柱假说对冰岛成因的解释

是深部地幔热对流运动中的一股上升的圆柱状固态物质的热塑性流,即从软流圈或下地幔涌起并穿透岩石圈而成的热地幔物质柱状体。它在地表或洋底出露时就表现为热点。热点上的地热流值大大高于周围广大地区,甚至会形成孤立的火山。但是随着地壳的漂移运动,从地表看,“热点”会随之发生平移,而且平移的轨迹是可以根据板块的漂移运动而预测出来的。“热点”假说曾经成功阐述了夏威夷火山链的生成机理。自从1971年这个假说提出以来,已经被许多地质学家接受,在现代地球科学界具有权威假说的地位。这个假说认为冰岛的地层深处也存在着一个地幔热柱。通过它涌出的熔岩不仅造成了冰岛厚厚的地表熔岩层,而且修改了冰岛火山和地震带的分布,使其有别于大洋中脊。

一些学者提出

在穿过冰岛的两大地球板块之间

存在着微型的板块

它们在大洋中脊开裂运动之外

进行着自转运动

冰岛微板块的存在

造成了这里地壳板块边缘的复杂和破碎

微板块假说对冰岛成因的解释

在穿过冰岛的两大地球板块之间存在着微型的板块,它们在大洋中脊开裂运动之外进行着自转运动。冰岛微板块的存在造成了这里地壳板块边缘的复杂和破碎。

还有学者认为

大洋中脊活跃的地壳活动造就了冰岛

冰岛是洋中脊上的火山活动堆出来的海岛

也就是海底扩张学说

另外一些学者从岩浆的性质进行解释

认为在两大板块相互运动的过程中

会释放大量水汽

使这里的岩浆的黏度变低

熔岩的熔点下降

喷发和流动性更好

因此造成了冰岛大量的

裂缝火山和超厚的熔岩层

虽然各种不同的假设和模型

都存在着许多缺陷和观察数据的不足

因此难以被证实

但它们已经形成了

对地球科学的权威理论的挑战

关于冰岛与大洋中脊的关系的争论

成为了科学界

在21世纪最重要的理论论战之一

关于上述冰岛成因的争论

你有什么看法?

0 阅读:13

爱地理的刘老师

简介:学地理学览尽奇观,做地理人关爱万物