地球深处的“造山工厂”：四万座海底山丘的谜题终获统一解答

浩瀚海洋深处，隐藏着超过四万座海底山丘，它们星罗棋布于各大洋底，宛如遗落的珍珠。长期以来，科学家虽然确认了它们的存在，却无法准确解释其起源——如今，这个悬而未决的谜题终于得出了统一结论。

中国科学院地质与地球物理研究所刘丽军研究员团队，联合国内外合作者，运用自主开发的高分辨率全球数据同化模型，首次完整重现了2.7亿年来地球板块俯冲的演化全貌。更关键的是，团队通过模拟分析地幔热柱的活动规律，揭示了全球各类海底山丘的共同形成机制。这项突破性成果于6月10日发表在顶级国际期刊《自然-地球科学》上。

△ 模型重建的现今三维地幔柱结构与地质观测的对比图。顶部彩色曲面表示大陆地形，白色区域标注了大陆架、海山及岛弧等地貌，橙红色等温面则代表地幔柱的分布位置。

此前的主流理论认为，地球深处的高温地幔柱在板块移动过程中，会形成连续的线性火山链——夏威夷群岛便是最经典的例子。然而，符合这种“链状特征”的火山案例，全球仅有50余个。而实际观测到的四万多座海底山丘，绝大多数既不呈链状排列，也无明显规律可循。这一悬殊的数量对比，使传统理论长期受到质疑。多年来，各国科学家虽提出多种猜想，但大多停留在理论推演阶段，始终无法有效验证地球深部的真实活动过程。

这一次，我国研究团队依托天河超级计算机，开展了大规模数值模拟计算。他们精准还原了全球地下热柱的空间位置，以及地幔软流圈的热力状态。研究结果颇具洞察力：无论是呈线状分布的海底山链，还是孤立分散的零散海山，其形成均与来自地幔底部的高温物质密切相关。以太平洋为例，早期大量地下热物质聚集在板块下方，直接催生了广阔范围的零散海山；随着地质演化，主热柱不断分化出多个次级热柱，持续生成新的海底山丘。这些残余的高温物质长期停留在地幔软流圈中，其温度高低与海山规模呈现显著正相关——换言之，这片区域实质上是海山的“孕育温床”，而地幔热柱正是隐藏于深处的“造山工厂”。

这项研究弥补了传统理论的不足，为全球数万座海山找到了统一的动力来源。它不仅完善了地幔热柱相关的理论体系，更让人类对海底地貌的形成与演化有了更系统、更清晰的认知。