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海底扩张说（1960年H.H.赫斯提出的学说）

次浏览 | 更新时间：2023-05-20

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海底扩张说

1960年H.H.赫斯提出的学说

沿大洋中部穿透岩石圈的裂缝或裂谷两侧扩展、新生洋壳的理论。它认为地幔物质在这种裂缝带下因软流圈内的热对流（见地幔对流说）上涌、侵入和喷出而形成新的洋壳，随着这个作用不断进行，新上涌侵入的地幔物质把原已形成的洋壳向裂谷两侧推移扩张，致使洋底不断新生和更新。

基本信息

中文名	海底扩张说
外文名	sea-floor spreading hypothesis
提出时间	20世纪60年代
定义	是对大陆漂移说的进一步发展
分类	地质学

简介

海底扩海底扩张示意动画张说是20世纪60年代，由美国科学家H．H赫斯和R·S·迪茨分别提出的。海底扩张说认为，高热流的地幔物质沿大洋中脊的裂谷上升，不断形成新洋壳；同时，以大洋脊为界，背道而驰的地幔流带动洋壳逐渐向两侧扩张；地幔流在大洋边缘海沟下沉，带动洋壳潜入地幔，被消化吸收；大西洋与太平洋的扩张形式不同：大西洋在洋中脊处扩张，大洋两侧与相邻的陆地一起向外漂移，大西洋不断展宽；太平洋底在东部的洋中脊处扩张，在西部的海沟处潜没，潜没的速度比扩张的快，所以大洋在逐步缩小，但洋底却不断更新，古老的太平洋与大西洋的洋底一样年轻。深海钻探的结果证实，海底扩张说的上述观点是成立的。

洋中脊处新洋壳不断形成，两侧离洋中脊越远处洋壳越老，证明了大洋底在不断扩张和更新。海底扩张说较好地解释了一系列海底地质地球物理现象。它的确立，使大陆漂移说由衰而兴，主张地壳存在大规模水平运动的活动论取得胜利，为板块构造说的建立，奠定了基础。但扩张说在扩张机理方面还存在有待解决的难题。

由来

海底扩张说

这是一个非常有趣的故事。

第二次世界大战期间，一艘美国军舰“开普·约翰逊”号在东太平洋上巡航。这艘军舰的指挥官名叫哈利·赫斯。军舰从南驶向北，再由北驶向南，看似这艘军舰在巡逻，实际上军舰的指挥员正利用海上无战事的海上巡航，用声纳测深技术对洋底进行探测。

赫斯舰长1906年生于纽约，早年毕业于著名的耶鲁大学。战前，他曾是一位航海家，在普林斯顿大学工作。战争爆发了，他应征加入海军，成了“开普·约翰逊”号的舰长。虽说赫斯由一个教授、学者，变成了军人，但他热爱海洋科学，他的理想是不断揭示海洋奥秘。这不，他正在利用巡逻的机会，对海底进行探测。

赫斯舰长工作起来完全是个学者风度，他指挥军舰横越太平洋，把航线上的数据加以分析整理。在分析这些测深剖面时，一种奇特的海底构造，引起了赫斯的注意：在大洋底部，有从海底拔起像火山锥一样的山体，它与一般山体明显不同的是没有山尖，这种海山顶部像是被一把快刀削过似的，非常之平坦。连续发现这种无头山，让赫斯感到大惑不解。

战争结束之后，赫斯又回到他原先执教的大学工作。他把自己发现的无头海山命名为“盖约特”，以纪念自己尊敬的师长、瑞士地质学家A.盖约特。因为这种海山的顶部均为平坦的，后来人们又称之为“盖约特”，实际上就是人们统称的“海底平顶山”。

海底扩张说

这些海底山体和过去发现的海丘山峰均不同，具有一种顶部平坦的特殊形状。山顶部直径为5～9千米，如果把周围山脚计算在内，形成数千米左右的高台；山腰最陡的地方倾斜达32°，再往下形成缓坡，并呈现阶梯状。这是所有平顶山的共同特征。还有一个特点是，平顶海山的山顶至少在海面下183米，也有的在海面下2500米处，一般多在海面下1000～2000米之间。这种海底平顶山，在世界大洋中均有发现。后来的调查证实，海底平顶山曾是古代火山岛。与大洋火山有相同的形态、构造和物质成分。那么，既然是海底火山，为什么又没有头了呢？

赫斯教授的解释是，新的火山岛，最初露出海面时，受到风浪的冲击。如果岛屿上的火山活动停息了，变成一座死火山，在风浪的袭击下被侵蚀，失去再生的能力，天长日久，火山岛终于遭到“砍头”之祸，变成为略低于海面具有平坦顶面的平顶山了。

海底扩张说

哈利·赫斯教授的研究并没有到此为止。他发现，同样特征的海底平顶山，离洋中脊近的较为年轻，山顶离海面较近；离洋中脊远的，地质年代较久远，山顶离海面较远(深)。最初，人们对这种现象无法解释。到了1960年，赫斯教授大胆提出海底运动假说。他认为，洋底的一切运动过程，就像一块正在卷动的大地毯，从大裂谷的两边卷动(大裂谷是地毯上卷的地方，而深海沟则是下落到地球内部的地方)。地毯从一条大裂谷卷到一条深海沟的时间可能是1.2亿～1.8亿年。形像地说，托起海水的洋底像一条在地幔中不断循环的传送带。因为在地球的地幔中广泛存在着大规模的对流运动，上升流涌向地表，形成洋中脊。下降流在大洋的边缘造成巨大的海沟。洋壳在洋中脊处生成之后，向其两侧产生对称漂离，然后在海沟处消亡。在这里，陆地作为一个特殊的角色，被动地由海底传送带拖运着，因其密度较小，而不会潜入地幔。所以，陆地将永远停留在地球表面，构成了“不沉的地球史存储器”。

海底扩张说

1962年，赫斯教授发表了他的著名的论文--《大洋盆地的历史》。这篇论文被人们称为“地球的诗篇”。其中，赫斯教授以先人之见，首先提出了“海底扩张学说”。“海底扩张”说，恰好可以解释当年魏格纳无法解释的大陆漂移理论。我们知道，地球是由地核、地幔、地壳组成的。地幔的厚度达2900千米，是由硅镁物质组成，占地球质量68.1％。因为地幔温度很高，压力大，像沸腾的钢水，不断翻滚，产生对流，形成强大的动能。大陆则被动地在地幔对流体上移动。形象地说，当岩浆向上涌时，海底产生隆起是理所当然的，岩浆不停地向上涌升，自然会冲出海底，随后岩浆温度降低，压力减少，冷凝固结，铺在老的洋底上，变成新的洋壳。当然，这种地幔的涌升是不会就此停止的。在继之而来的地幔涌升力的驱动下，洋壳被撕裂，裂缝中又涌出新的岩浆来，冷凝、固结、再为涌升流动所推动。这样反复不停地运动，新洋壳不断产生，把老洋壳向两侧推移出去，这就是海底扩张。

在洋底扩张过程中，其边缘遇到大陆地壳时，扩张受阻碍，于是，洋壳向大陆地壳下面俯冲，重新钻入地幔之中，最终被地幔吸收。这样，大洋洋壳边缘出现很深的海沟，在强大的挤压力作用下，海沟向大陆一侧发生顶翘，形成岛弧，使岛弧和海沟形影相随。

海底扩张说的诞生，可以解释一些大陆漂移说无法解释的问题。当年魏格纳的“大陆漂移”学说，被赫斯教授的“海底扩张”学说所代替就是情理之中的事了。60年代后，被人们一度冷落的“大陆漂移”学说又重新受到人们的重视。

简史

1949年H.贝尼奥夫在研究环太平洋深源地震分布时发现，震源深度分布构成一个自大洋向大陆方向的倾斜带（见贝尼奥夫带），标志着大陆和大洋间有一重要构造运动面的关系。50年代中期，B.C.希曾提出大洋中部普遍存在中央海岭，沿洋中脊存在全球裂谷系的洋底地貌特征。S.K.朗科恩发现了由岩石剩磁判定的古地磁极随地质时代发生迁移，欧洲和美洲大陆可由古地磁极移曲线重合以及关闭现今大西洋而拼合一起，有力地支持了大陆水平漂移运动的存在（见大陆漂移说）。

H.H.赫斯于1960年首先提出海底扩张说（见图）。随后R.S.迪茨于1961年用海底扩张作用讨论了大陆和洋盆的演化

海底扩张说

。赫斯于1962年对洋盆形成作了系统的分析和解释。他明确强调地幔内存在热对流，洋中脊下的高温上升流使中脊保持隆起并有地幔物质不断侵入、遇水作用成蛇纹石化而形成新洋壳，先存洋壳因此不断向外推移，至海沟、岛弧一线受阻于大陆而俯冲下沉、融熔于地幔，达到新生和消亡的消长平衡，从而使洋底地壳在2～3亿年间更新一次。这一理论为板块构造学的兴起奠定了基础，触发了地球科学的一场革命。

证据

海底扩张说验证主要的有以下两个方面：

①1963年F.J.瓦因和D.H.马修斯用地磁场极性的周期性倒转的地磁反向周期特征，对印度洋卡尔斯伯格中脊和北大西洋中脊的洋底磁异常特征作了分析。洋中脊区的磁异常呈条带状，正负相间，平行于中脊的延伸方向，并以中脊为轴呈两侧对称，其顺序与地磁反向年表一致。这就证明了洋底是从洋中脊向外扩展而成，洋底磁异常条带因顺序相同而具全球可对比性。

海底扩张说

②1965年J.T.威尔逊提出了转换断层的概念，这就使岩石圈水平位移成为可能，也因此阐明了洋中脊的扩张新生洋壳和海沟带的洋壳俯冲消减的消长平衡关系，即扩张与消减速率相等。

海底扩张作用以洋中脊为轴向两侧扩张，通常用扩张速率来表示其强度。一般以一侧的速率来表示。测算结果表明，太平洋的扩张速率为每年5～7厘米，大西洋的扩张速率为每年1～2厘米。

海底扩张说在大陆漂移说的基础上，把洋中脊的扩张与海沟岛弧的俯冲联系起来，即认为大洋水体虽然是古老的，但洋底因不断更新而具新洋壳，而大陆则是由不同时代的陆块不断裂解、拼合和增生而成。

参考书目

1,A. Cox,　Plate　Tectonics　and　Geomagnetic Reversals,Freeman,San Francisco,1973.

2,A.Hallam, A Revolution in　the　Earth Sciences from　Continental　Drift　to　Plate　Tectonics, Clarendon Press,Oxford,1973.

3，http://iask.sina.com.cn/cidian/browse.php?name=%BA%A3%B5%D7%C0%A9%D5%C5%CB%B5

4，http://www.hycfw.com/Knowledge/ShowArticle.asp?ArticleID=3205

5，http://www.ndcnc.gov.cn/datalib/2004/Science/DL/DL-182072

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