撰文：斯蒂芬妮·.帕帕斯            2024年6月26日

4.1亿年前，地幔柱将一片巨大的海洋撕裂到现在的蒙古西北部。（图片：Halstenbach/Getty Images）

4亿多年前，来自地幔的热岩上升流撕裂了蒙古的地壳，形成了一个存活了1.15亿年的海洋。

这片海洋的地质历史，可以帮助研究人员了解威尔逊循环，或超级大陆分裂和聚集的过程。马德里西班牙国家研究委员会的地球科学家、该研究的合著者丹尼尔.帕斯特.加兰说，这些是缓慢的、大规模的过程，每年进展不到一英寸。

帕斯特.加兰告诉《生活科学》杂志：“它告诉我们，地球上的过程不太容易理解，也不太容易看到。”

地球科学家可以相当准确地重建，2.5亿年前最后一个超级大陆盘古大陆的裂解。但在此之前，很难准确地模拟地幔和地壳是如何相互作用的。

在一项新的研究中，研究人员对蒙古西北部泥盆纪（4.19亿至3.59亿年前）的火山岩很感兴趣。

泥盆纪是“鱼类时代”，那时鱼类主宰海洋，植物开始在陆地上蔓延。当时，有两个主要的大陆，劳伦西亚和冈瓦纳，以及一长串的微大陆，最终成为今天的亚洲。这些微大陆逐渐相互碰撞，并在一个称为吸积的过程中融合。

2019年，研究人员开始在蒙古西北部进行实地考察，这些大陆建造碰撞产生的岩石暴露在表面，研究古代岩层的年龄和化学成分。他们发现，在大约4.1亿到4.15亿年前，一个叫做蒙古-鄂霍次克海的海洋在该地区形成。伴随着这个裂缝的火山岩的化学成分，揭示了地幔柱的存在——一股特别热、有浮力的地幔岩。

 “地幔柱通常参与威尔逊循环的第一阶段:大陆的分裂和海洋的开放，如大西洋，”该研究的主要作者，中国科学院地质和地球物理学教授朱明帅告诉《生活科学》。

在许多情况下，这发生在一整块大陆的中间，将它撕裂。然而，在这种情况下，地质情况特别复杂，因为羽流正在撕裂之前通过吸积聚集在一起的地壳。朱说，增生的微大陆之间的薄弱点，加上羽流，可能有助于海洋的形成。研究人员在5月16日的《地球物理研究快报》上发表了他们的发现。

帕斯特.加兰说，海洋在它打开的地方关闭，这是海洋生命周期中的一种常见模式，但研究人员在这项研究中只查看了海洋打开的快照。 “一件好事是热点相对稳定，所以它们会在同一个地方持续数百万年，”帕斯特.加兰说。随着地壳中的大陆在地幔热点上移动，热点留下了火山岩和泄露秘密的化学成分。他说，这有助于研究人员跟踪几千年来的板块运动。 

帕斯特.加兰说，亚洲不再增生新的微大陆，但蒙古-鄂霍次克海的形成可能类似于今天在红海看到的情况，那里的地壳每年扩张约0.4英寸(1厘米)。据Eos杂志报道，红海是一个更大的大陆裂谷的一部分，它可能在数千万年后在非洲东部创造一个全新的海洋，尽管地质学家还不知道其他大陆力量是否会阻止海洋完全开放。朱和他的同事们现在计划利用他们的数据制作计算机模型，以更好地描述古代泥盆纪海洋的复杂构造。