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2014-12-01「中洋脊」被誤解的二三事
540 期
Author 作者
朱美妃、喬凌雲。
海洋佔據了地球表面積達70％以上，若將海水移去，中洋脊無異是這「內太空」當中最醒目的一道風景！它連綿在各大洋中，總長超過六萬公里，寬可達二千多公里，是地球上最長的山脈，不過，它卻是由地表最年輕的物質所組成，是海洋地殼的誕生地。儘管經過地球科學課的洗禮，「中洋脊」三字許多人早已如雷貫耳，然而大家對它卻常有一些誤會！
中洋脊是地函熱對流上升的地方？
曾煮過泡麵或熱湯吧！鍋子下方點著爐火，上方是溫度較低的空氣，鍋中的湯水會因為上下溫差而產生密度差異，進而開始了對流；假如你恰巧加了味噌，這對流的現象便能看得更清楚些，會見到一股股的味噌隨湯上湧，然後分向四周沉降，於是我們在味噌湯表面見到許多蜂巢狀的「對流胞」。但是，請你回想看看，可曾見過這些對流胞中心乖乖的排列、連結成線？（圖一）
「對流」這一物理現象當然是放諸四海皆準。太陽的核心進行著核融合作用，釋放出的大量熱能會加熱近表面的氣體組成，於是它們也產生一胞一胞的對流。當我們觀察太陽表面，也就是「光球層」時，由於光球層的底下是對流層的頂部，所以能見到因內部氣體對流所造成的「米粒組織」，對流上湧處，溫度高、看起來較亮，形成「米粒」的中心，當上升的物質將熱能散發後，溫度降低、看起來暗沉許多，並在對流胞的外側下沉，是米粒的邊緣。
同樣的，在地球內部，地函被內含的放射性元素蛻變與下方地核冷卻所釋放的能量加溫，上方則覆蓋著薄、冷的地殼與大氣，於是地函物質也會發生熱對流，當然也是那一胞一胞的熱對流。既是如此，如果中洋脊是地函熱對流的上升處，那麼從三維空間上考量，中洋脊火山便該在地表是點狀的分布，而不是近乎線狀地在海洋中綿延達數萬公里！事實上，地函熱對流的上湧，即地函熱柱（mantle plume），確實是在地表造成了點狀分布的熱點火山與洪流式玄武岩的噴發，至於中洋脊的下方，儘管那裡也有地函物質的湧升，卻不是肇因於地函熱對流，主要是張裂運動邊界條件所導致的「被動」流場所造成！......【更多內容請閱讀科學月刊第540期】