同濟大學海洋與地球科學學院周懷陽教授作為第一作者，與美國伍茲霍爾海洋研究所迪克教授，近日在《自然》雜志上聯(lián)合發(fā)表了題為《支撐馬里安隆起虧損地幔的薄洋殼證據(jù)》的論文，對沿用40多年的“地幔羽”假說提出挑戰(zhàn)。這是地質學領域研究的一個重要突破。
1912年，德國著名科學家魏格納提出了“大陸漂移”假說，隨后在眾多科學家的努力下，“板塊構造學”理論得以確立。然而，對板塊內部及板塊分離邊界（洋中脊）上眾多的隆起或海山是如何形成的，至今仍沒有合理統(tǒng)一的解釋。大約40年前，摩根提出的“地幔羽”假說曾在很長一段時間占據(jù)主流地位。
“地幔羽”假說認為，地幔內部溫度的局部異常導致大規(guī)模巖漿涌出地表，形成隆起或海山，隆起或海山代表了較厚的地殼或洋殼。而周懷陽團隊通過地質取樣發(fā)現(xiàn)，在西南印度洋洋中脊上，有一塊綿延3100公里長、大小與冰島隆起大致相當?shù)鸟R里安隆起地表，那里廣泛分布有通常被認為代表地幔的橄欖巖。在馬里安隆起東段的53°E洋脊段上，有約3200平方公里的區(qū)域幾乎完全缺失洋殼，地幔如同一只剝了殼的雞蛋，直接出露于地表。他們經過細致甄別和論證后認為，馬里安隆起的洋殼很薄，十分不均勻；造成馬里安隆起的主要原因是地幔的成分異常，而不是地幔內局部的溫度異常。周懷陽指出，部分地幔因為缺少了一些金屬物質而變得較輕，被稱為“虧損地幔”，虧損地幔在均衡作用下產生了隆起；而地幔的虧損原因則可追溯到1.8億年前南極板塊和非洲板塊分離時發(fā)生的大規(guī)模火山作用或甚至更早的地質歷史事件。
這一研究令地球科學界感到振奮，被認為給“地幔羽”理論“釘上了最后一根棺材釘”。英國劍橋大學教授麥柯勒倫評論，如果這一對印度洋洋中脊地質觀測的解釋是正確的話，將對人類深入理解地幔具有重要意義。