海底都裂开了，为什么不发生大地震？

▲地球板块构造示意图。其中，箭头所示为板块运动方向。（视觉中国/图）

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科学家借助提前布置好的观测仪，揭开了海底扩张的恐怖灾难场景，并解答了为何这些地方相比日本和智利等环太平洋地震带地区，反而未发生毁灭性的大地震。

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文｜杨红强

责任编辑｜王江涛

在漫长的地质历史进程中，海底扩张形成了地球表面大约三分之二的面积，但人类很少有机会能在深海海底亲眼看到这一壮观景象。

不过，2024年4月，一次出人意料的海底地质变化打破了深海的平静，与以往不同的是，科学家借助提前布置好的观测仪监测到海底裂谷沉降超过4米，并且记录下1.6亿立方米熔岩喷涌而出的情况。这一实地观测结果2026年7月发表在《自然》上，揭开了海底扩张的神秘面纱。

生生不息的板块运动

我们脚下的地球，表面看上去很坚硬稳固，实际上是一个有活力的地质体。如果把地球表面的地壳比作一块巨大的碎裂拼图，那么它大致可以分为六块，细分的话，甚至可以被分为十几个板块，这些板块在地球内部热对流驱动下，一直以较慢的速度进行移动、碰撞或分离。

数亿年前，地球表面只有一块超级大陆。地球板块持续分离使大西洋和印度洋被撕裂出来，形成了现在的七大洲四大洋格局。这一自然工程塑造了地球表面约三分之二的面积，在地质学领域被称为海底扩张。

这台可以重新塑造地球表面的超级引擎，位于漆黑、高压且冰冷的几千米深的深海之中，远离人类的视线范围。而这也让科学家迫切地想要了解，海底到底是怎样进行扩张的，是每天悄然无声地生长出一点点，还是像火山爆发那样突然间发生撕裂？

在这样的背景下，2024年4月的那次出人意料的深海地质变化，给出了令人震惊的回答。一个法国科研团队在东南印度洋的深海中部署的观测仪，非常罕见地在现场记录了海底扩张的全过程，该过程持续16天，使我们直接观察到地球生长的瞬间。

要理解这一发现的重要意义，首先要考虑地球的结构。如果把地球上的海水都抽干，会看到大洋底部有一条长达6.5万公里的海底山脉，这就是洋中脊。它和棒球表面那条长长的缝合线相似，是地球板块拉张分离的边界位置。在该区域，地壳非常薄弱，地球内部炽热的地幔物质受热后向上运动，并且部分熔融形成岩浆。岩浆沿着裂缝向上涌出，碰到冰冷的海水之后迅速冷却结晶，进而形成了新的大洋地壳。

新地壳一直生成，旧地壳被推向两侧，海底就这样慢慢变宽。在动辄以百万年来计算的地质历史进程中，这种扩张看起来非常缓慢，每年一般只有几厘米，和人类指甲生长的速度差不多。但与指甲的生长不同的是，科学家一直怀疑，海底扩张在微观时间尺度上不是以匀速持续向前推进，而是由一系列短促和暴烈的突发事件拼凑而成。

不过，深海环境非常极端，由于布设仪器的成本很高，难度也很大，过去科学家大多只能依靠事后勘探海底留下的凝固熔岩和断层等“疤痕”来推测当年的情况，没有办法在事发时从几千米的水下进行连续精准的“现场直播”。

揭开海底扩张的秘密

而最新研究中的科研人员打破了这一局面，他们为了记录海底扩张的真实情况，花费了大量精力，在东南印度洋的洋中脊区域，也就是大约南纬37度的位置，安装了一套水下自主观测设备。这套测量仪器潜藏在几千米深的海里，配备了灵敏的水听器，可以在深海聆听地震发出的声音，还可以通过测量海底微小的压力变化，判断海底处于升高还是沉降状态，而且即使几厘米的变化也可以察觉到。

幸运的是，仪器布置后没多久，洋中脊就突然开始苏醒。观测数据表明，那里先是沿着海底裂谷迅速出现了地震群，然后导致裂谷底部在很短时间内向下沉降了4米，并且裂谷向两侧被硬生生拉扯开了超过1米。相当于陆地上的一条街道突然下陷一层楼的高度并且裂开1米，通过数据还原出的这般恐怖的灾难场景，让研究人员也感到惊讶。

他们随后分析认为，地表发生明显变形是因为地下存在一个大型岩浆库，并且该岩浆库正在快速泄压。大量的高温岩浆就像一只狂暴的巨兽，沿着地下岩脉向前冲去。就这样，在接下来的16天里，大约有1.6亿立方米的熔岩突破了地壳的最后一道防线，疯狂地倾泻到冰冷的表面，迅速冷却的熔岩在大洋深处凝结成了一片新的海底。

2026年7月28日，位于板块碰撞挤压地带的日本九州岛熊本县发生6.8级地震。图为当地一处受损的商业设施。（新华社/图）

而且，这场深海巨变堪称教科书级的事件，它不仅给人们带来了视觉和数据方面的震撼，还解决了长期困扰地震学界的一个重要谜题：为什么有些地方不会发生毁灭性的大地震？

通常情况下，如此强烈的板块拉扯和超过4米的地层断裂，会引起非常严重的破坏性大地震，甚至可能引发席卷大洋的超级海啸。但是，多年来全球地震台网的数据显示一种奇怪的现象，洋中脊区域释放的地震能量比理论预期低很多。科学界把该现象称为地震能量缺失之谜。

对此，最新研究的观测则表明，这种地震能量的离奇缺失，是因为地壳没有发生刚性撕裂，而是由于失去支撑发生了塌陷。当岩浆库内部的岩浆大量向外涌出时，海底地壳因为失去了底部的支撑而出现塌陷。该现象类似一个快速泄气的巨大气垫，上方庞大地块因自身重力作用而沿着断层面平稳地向下沉降，巨大的断层错动通过无震滑动的方式完成。因为这种类似抽底的重力下沉把能量化解了，所以，尽管涉及的地质能量非常大，也没有引发山崩海啸的强震。

理解地球的另一面

这项关于海底地质状况的研究虽然看似远离我们的日常生活，但是它却能通过千丝万缕的联系为人类理解自身的生存和整个地球的安危带来启发。

例如，它可以辅助我们更准确地评估全球地震和海啸风险。过去，板块碰撞挤压的地方，如环太平洋地震带上的日本和智利，都发生过堪称灭顶之灾的9级大地震，但是像洋中脊这样板块分离之处，虽然地质活动也非常剧烈，却可能因泄压塌陷效应而变得比较温和。弄清楚该机制，可以帮助我们进一步完善全球地质灾害预警模型。

一处位于太平洋的黑烟囱状热液喷口。黑烟囱由岩浆加热下渗海水后形成的含矿热液向上喷发遇冷沉淀而成。（视觉中国/图）

此外，洋中脊发生的喷发事件，在很大程度上影响着全球海洋的化学平衡以及热量循环。当多达1.6亿立方米的新生岩石和海水发生反应，便会释放出数量可观的矿物质，这些矿物质能够为深海里那些并不依靠阳光来维系的特殊生态系统提供养分。并且，这种方式也是地球内部把热量排放到海洋中的重要途径，在相当长一段时间内，甚至还有可能对地球气候形成一定影响。弄清楚这些，则有助于我们加深对地球气候变化的理解。

通常情况下，人们习惯性地把目光投向更容易看见的陆地，关注山崩地裂的破坏性灾害，但最新研究提醒我们，在诸如东南印度洋的深海底部等地方，一些悄然无声的海底扩张同样在重塑我们的地球，展示着地球力量的另一面。

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