海底扩张与海洋构造

沿着环绕地球的洋中脊系统，熔融岩石上升形成新的洋壳，并向外扩张，记录了地球的磁场历史，驱动着洋盆的板块构造旋回。

Definition

海底扩张是指新的洋壳在中洋脊处形成并向两侧移动的过程；海洋构造学是更广泛地研究洋底的板块构造形成、运动和消亡的学科。

Scope

本主题涵盖了洋中脊处洋壳的生成、海底扩张过程及其速率、证实海底扩张的磁异常记录、洋壳随年龄增长的冷却和沉降，以及在海沟处旧洋底的俯冲，从而完成了构造旋回。

Core questions

• 新的洋壳是如何在中洋脊处形成的？
• 磁异常的哪些证据确立了海底扩张？
• 为什么海底在远离洋中脊的地方会变得更深、更冷？
• 旧的洋壳是如何消亡的，什么完成了构造旋回？

Key theories

海底扩张假说

赫斯提出，洋底在洋中脊处不断生成，在海沟处消耗，洋底就像一条传送带，将各大洲分开。

磁条带和磁场反转

平行于洋中脊的对称磁异常条带记录了凝固在冷却洋壳中的地球磁场的交替极性，为海底扩张提供了决定性的证据和精确的测年工具。

Mechanisms

在中洋脊下方，地幔的减压熔融产生岩浆，岩浆喷发和侵入形成新的洋壳；随着洋壳向外扩张，它会冷却、收缩和沉降，以对称条带的形式记录地球磁场的反转。最终，致密、老化的洋壳在俯冲带（subduction zones）下降到地幔中，完成了这个旋回。

Clinical relevance

海洋构造学控制着沿板块边界的地震、火山活动和海啸源的分布，在中洋脊处存在热液矿床，并提供了地球科学中使用的地磁时间尺度。

History

赫斯（Hess）于1962年提出了海底扩张概念；维恩（Vine）和马修斯（Matthews）于1963年将洋中脊磁异常解释为扩张和磁场反转的记录，威尔逊（Wilson）的转换断层（transform-fault）概念完善了这一框架，共同构成了板块构造革命的观测核心。

Key figures

• Harry Hess
• Frederick Vine
• Drummond Matthews
• Tuzo Wilson

Seminal works

• hess1962
• vineMatthews1963

Frequently asked questions

海底上的磁条带是什么？

它们是洋壳中以交替方向磁化的条带，记录了洋壳形成和冷却时地球磁场的反转，它们相对于洋中脊的对称性证明了海底扩张。

为什么远离洋中脊的深海海底更深？

新形成的洋壳在远离洋中脊时会冷却和收缩，变得更致密并下沉，因此海底深度会随着洋壳年龄的增长而以可预测的方式增加。