中國工程院院士、海底科學與劃界全國重點實驗室主任 李家彪（前排一）

打開世界地圖，陸地的黃色與海洋的藍色呈現出約3∶7的比例。透過這幅圖，地質學家的眼里看到的卻是全球六大板塊“漂浮”在具有流動性的地幔軟流層之上，就像巨大的木筏在緩緩流動的河流上移動，無聲訴說地球內部運行的奧秘。

不久前，由海底科學與劃界全國重點實驗室領銜的“超慢速擴張加克洋中脊的高變化巖漿增生”一文在《自然》上刊登，顛覆了傳統權威理論，在全球板塊構造領域發出了中國科學家的聲音。

“我們一直在去向更深處，給地球最北端的海底山脈‘做CT’。”中國工程院院士、海底科學與劃界全國重點實驗室主任李家彪說，20多年來，團隊孜孜不倦，用一項項研究為經典板塊構造學說打上“補丁”。

記者走進位于杭州的自然資源部第二海洋研究所，這群皮膚黝黑、肌肉虬結的科學家看上去更像是風吹日曬的水手，他們正清點設備和物資，為即將開始的新航次做準備。海洋二所研究員張濤笑著說，有地球之“最”稱呼的特殊地形地貌，更易獲得他們的青睞。

北緯85°附近的“海底山脈”加克洋中脊恰好激發了團隊的興趣。作為地球上擴張速度最慢的洋中脊，在經典板塊構造學說的理論中，這里的海底因長時間的傳導冷卻，無法形成巖漿，因此地殼厚度幾近于零。

“研究它關乎地球演化本質核心命題。通俗地說，我們有望進一步解讀覆蓋地球大部分面積的海洋地殼是怎么形成的。”張濤告訴記者。

由于這片海域幾乎常年冰封，放置到海底的傳統探測設備無法實現有效回收。自板塊構造學說提出50多年來，國際上還沒有科研團隊來到這里查明地殼深部情況、開展大規模主動源海底地震的探測。

“外國人做不成的，我們來做。”頂著這股執著的勁頭，2021年，在我國第12次北極科考中，團隊在冰封海域成功布設了43臺具有自主知識產權、可實現數米厚冰下精準定位的海底地震儀，回收率高達97.7%。

這是國際上首次在極地惡劣環境下完成的大規模海底地震探測，打破了北極高緯密集冰區無法開展海底地震探測的斷言。

在海洋二所研究員丁巍偉的辦公室，我們看到一面“雪龍2號”極地考察船的旗幟，上面是第12次北極科考全體成員的簽名，還有一份珍藏在上海海洋博物館。

通過本次科考，團隊收獲了意想不到的研究數據——加克洋中脊的地殼平均厚度竟然超過了5000米，部分甚至接近9000米，遠遠超出了傳統理論的預測。

這意味著，即使是擴張速度最慢的洋中脊，也存在豐富的巖漿活動。想象一下，地球就像一個巨大的高壓鍋，而大洋中脊就像是高壓鍋上的氣閥。在傳統的理論中，地幔物質是被動上涌的，就像有人拿掉了氣閥，使里面的物質被動噴出。

海洋二所的最新研究卻發現，超慢速擴張洋中脊的情況大不相同。在這里，地幔物質不僅會被動上涌，還會主動上涌，就像高壓鍋內的氣體壓力達到一定程度，主動把氣閥頂了起來，噴出高壓氣體一樣。

一面是國際公認的經典理論，一面是團隊親自觀測的科學數據與發現。當二者發生矛盾時，尤其考驗科學家的定力與耐心。

張濤記得，有團隊成員提出：這會不會僅是一個偶然而非普遍的現象？

在李家彪院士的鼓勵下，團隊決定深化自己的研究——證明傳統的被動上涌理論并不完善。挑戰權威當然不是一件容易的事情。張濤說：“北大西洋、西南印度洋、太平洋……既然北冰洋洋中脊還不夠，我們就將研究范圍擴展到全球典型海底進行探究。”

潛心的研究換來“不負苦心人”的驕傲成績。文章刊發后，“顛覆性”成為國際同行的共同評價。中國科學院院士朱日祥及團隊在《國家科學評論》專題撰文：“卓越的成果極其深刻地改變了我們對洋中脊地幔動力學的理解。”

“科學上的突破，很多時候是來自對經典的質疑、對傳統的挑戰。”張濤說。目前，實驗室正在開發更多更好的設備，為探測地球深處奧秘裝上更新的“慧眼”。今年起，他們正在研發更“聰明”的漂浮式地震儀“海豚魚”，它能夠在收到海底地震信號后上浮至水面，借助衛星自主傳輸數據。

“地球內部是如何運行的？”這是《科學》雜志在創刊125周年之際，提出的125個人類未知的根本性科學問題之一。

去年秋天，李家彪團隊再赴北極進行長達2個月的考察，研究極端環境的海底地質構造，目前正在加速分析考察所獲得的寶貴數據。他們仍在與海洋為伴。

• 信息來源：

  浙江在線-浙江日報 記者 何冬健 通訊員 孫湫詞 潘盈盈 原題：海洋二所團隊最新研究為經典板塊構造學說打“補丁” 向更深處，為海底山脈“做CT”

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