我国科学家借助天河超算破解海底海山成因
我国科学家利用天河超级计算机和高分辨率全球数据模型，成功破解了全球海洋中四万多座海底海山的形成之谜。研究还原了2 7亿年来板块俯冲与地幔热柱活动，发现无论链状还是零散的海山，其形成均与地幔深部高温物质上涌直接相关。该成果突破了传统“热点假说”仅能解释约50个火山链的局限，揭示了海山规模与地幔残余热异
全球海洋底部散布着超过四万座海底山脉，这些海山的形成机制长期困扰着地球科学界。近日，我国科学家在这一领域取得突破性进展，通过高精度数值模拟，揭示了这些海底“山脉”统一的动力来源，为理解地球深部活动与海底地貌演化提供了全新视角。
中国科学院地质与地球物理研究所刘丽军研究员团队与国内外研究团队合作，在国际学术期刊《自然-地球科学》上发表了最新研究成果。研究团队借助自主开发的高分辨率全球数据同化模型，并依托国家超级计算天津中心的新一代天河超级计算机，成功还原了长达2.7亿年的地球板块俯冲完整演变过程，同时模拟分析了地幔热柱的活动规律。
传统“热点假说”的短板与挑战
此前，解释海底火山链形成的主流理论是“热点假说”，即认为来自地幔深处的高温热柱（热点）遇上缓慢移动的岩石圈板块，会形成一连串的海底火山，夏威夷群岛便是典型例证。然而，这一理论存在明显局限：全球符合该特征的典型海底火山链仅有50余个，这与遍布各大洋的数万座海山数量相去甚远，无法解释绝大多数海山的成因。
新模型揭示统一形成机制
针对这一难题，研究团队利用大规模数值模拟，精准刻画了全球地下热柱的位置与地幔软流圈的热力状态。研究发现，无论是链状分布的海山，还是零散孤立的海山，其形成均与来自地幔底部的高温物质上涌密切相关。模拟结果证实，残余热异常区域的温度高低，与观测到的海山规模大小存在显著关联。
太平洋海域的完整“孕育”过程
研究以太平洋海域为例，详细阐述了海山的形成机制。在地质历史早期，大量来自深部地幔的高温热物质聚集在年轻的太平洋板块下方，催生了众多零散分布的孤立海山。随着地质时间推移，主热柱逐渐分化出多个小型热柱，持续孕育新的海底山丘。这些高温物质长期滞留于地幔软流圈，成为全球大量海山，尤其是太平洋区域海山的核心“孕育地”。
该研究成功弥补了传统热点假说的不足，为全球数万座海山找到了统一的动力学解释，不仅更新和完善了地幔热柱理论体系，更极大地深化了人类对地球内部动力学过程与海底地貌塑造之间关系的认知。
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