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)驗室林間院士團隊聯(lián)合國際多位科學(xué)家，對東太平洋加拉帕戈斯洋中脊區域下方的地幔過(guò)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(zhù)名期刊Geophysical Research Letters（《地球物理研究快報》）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）區域。由于受該區東部加拉帕戈斯熱點(diǎn)的持續作用，洋脊呈現由東向西漸進(jìn)式的“V”型擴張特征，是研究大洋板片從裂解到擴張這一重要科學(xué)問(wèn)題的關(guān)鍵場(chǎng)所。然而，該區域此前一直缺乏高精度地球物理數據。
2018年國際航次在該區域采集了最新的船測地球物理數據，研究人員結合航次數據與衛星數據分析了該區域的重力異常與地殼結構特征，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，其結果顯示該區域板片裂解到擴張的過(guò)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）剖面呈現出自東向西逐漸變平的特征，該趨勢無(wú)法用常規的巖石圈板片冷卻模型矯正掉，揭示了該區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(xiàn)變化，并基于此認為該區洋中脊在漸進(jìn)式擴張過(guò)程中，其下方地幔部分熔融區域的寬度自東向西逐漸增大。
該項研究為東太平洋加拉帕戈斯洋脊的構造演化提供了新見(jiàn)解，對于理解和揭示全球其他漸進(jìn)式擴張中心的構造演化及其控制因素具有重要啟示。
該項研究得到了國家自然科學(xué)基金、廣東省實(shí)驗室（廣州）人才團隊引進(jìn)重大專(zhuān)項、中國科學(xué)院項目、廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計劃項目、深圳科創(chuàng )委項目的聯(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)區域位置與地形圖
圖2 研究區自由空氣重力異常（FAA，上）與地幔布格重力異常（MBA，下）分布圖
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