七大洋是一个谎言。的传统标题所包含的水域几个世纪以来发生了变化,但今天包括南北大西洋,南北太平洋,北极,印度和南部。它们实际上都是海洋。另一方面,海洋根据定义要小得多,至少部分被陆地包围——想想地中海或日本海。(北大西洋的马尾藻海它是由环绕它的洋流定义的,是一个例外。)地质学家会更进一步,根据海洋地壳的存在对海洋进行分类:当地幔沿海洋中脊喷出岩浆时,玄武岩就形成了。当由花岗岩大陆地壳组成的大陆撕裂时,大洋中脊有时会在那个开口中出现,就像传送带一样,大量喷出岩浆,迅速冷却,成为以玄武岩为基础的海底。大洋中脊是海洋诞生、生长和成熟的方式。

现在,非洲和阿拉伯正在拉开距离,这一过程被称为大陆裂谷,它们之间的红海正在以每年不到半英寸的平均速度扩大。大多数模型表明,在过去500万年左右的时间里,随着非洲和阿拉伯半岛从南到北的分裂,孤立的洋脊在这里和那里突然出现。大多数研究人员认为红海是海洋的雏形。但是有一个问题。

“地质学家,尤其是地球物理学家,往往把事情搞得过于复杂。德国基尔GEOMAR Helmholtz海洋研究中心的海洋地质学家尼科·奥古斯丁说。奥古斯丁是最近发表于自然通讯这为红海提供了一种更简单但非传统的看法:它实际上已经是一片海洋,完全成熟。在过去的1300万年里,一条贯穿其整个长度的大洋中脊一直从海底涌出。

红海地质模型的样本,在厚厚的盐层下可能存在多少海洋地壳(蓝色部分)的问题上存在分歧。
红海地质模型的样本,在厚厚的盐层下可能存在多少海洋地壳(蓝色部分)的问题上存在分歧。Augustin等,《自然通讯》,2021年。

开罗阿帕奇埃及公司勘探经理、地质学家比尔·博斯沃思说,确定红海如何、何时、甚至是否成为海洋,有很多原因很重要。博斯沃思已经在该地区做了多年的研究,虽然他拒绝对新模型做出具体的评论,但他说:“每个人都同意,红海是一个地质上年轻的大陆裂谷发展成——至少是部分——新海洋裂谷的最好的现代整体例子,不管你坚持哪种具体的模型。”了解红海的背景故事不仅为地质学家提供了一扇窗口,让他们了解更古老的海洋是如何诞生的——比如大西洋,它的中心有一个海洋中脊——而且还为未来的资源勘探和其他项目(如可再生地热能)提供了信息。它甚至对物种进化和扩散也有影响。博斯沃思说:“红海一直是非洲和阿拉伯之间的物理屏障,在一些动物物种是否能够迁徙出非洲(或是否能够)方面发挥了重要作用,包括原始人。”“因此,了解它何时成为航道,这与了解它的时间有关,是非常重要的。”

这可能是世界上最年轻的海洋,其起源可以追溯到2500万年前,当时非洲和阿拉伯开始分开,随着大陆地壳的拉伸和变薄,形成了红海盆地。“这是大陆分裂,”奥古斯丁说。“冰层越来越薄,然后砰!”——整个大陆都有裂缝。”大多数研究人员认为,爆炸更像是一次缓慢而不规则的分裂,大约在300万到500万年前开始,一直持续到今天。“我们的论文是第一篇真正大胆地说我们认为它无处不在的论文,”奥古斯丁说,“我们认为海底扩张几乎是在同一时间沿着整个红海开始的。”

并不是这个领域的每个人都准备好大胆地遵循奥古斯丁的新模型,并宣布海洋为海洋。在一封电子邮件中,博洛尼亚海洋科学研究所的高级研究员马可·利吉(Marco Ligi)谈到奥古斯丁时说:“我们对红海下面地壳的性质有完全不同的看法。”他拒绝进一步置评。其他熟悉这篇论文的研究人员也拒绝接受采访。

红海丰富的生物多样性吸引了来自世界各地的潜水员和浮潜者前往埃及哈拉希礁等景点。
红海丰富的生物多样性吸引了来自世界各地的潜水员和浮潜者前往埃及哈拉希礁等景点。德里克·济慈Flickr /

哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球天文台(Lamont-Doherty Earth Observatory)的地球物理学家罗杰·巴克(Roger Buck)和迈克·斯特克勒(Mike Steckler)没有参与这项研究,他们对此更有热情。“这篇论文以一种好的方式把事情带入了21世纪,”巴克说,斯特克勒在他身边点点头。

巴克说:“这个地区有争议的原因是,这是大陆分裂事件中最年轻的一个例子,它与所有其他大型大陆分裂事件具有相同的特征。”风险很大,因为弄清楚这里发生了什么可以帮助回答我们关于板块构造的许多重大问题。巴克说:“我们很想知道是什么控制着大陆和海洋之间的过渡。”“这就是为什么它真的令人兴奋。”

在很多方面,关于红海的学术分歧都是令人不快的。在新的沉积层之下,大部分海底都覆盖着一层盐层,这可能会掩盖或扭曲许多信号——化学信号、磁场信号和其他信号——地质学家正在寻找这些信号来了解海底的情况。奥古斯丁说,目前关于红海的主流模型是建立在试图将完全不同和不完整的信息流编织在一起的基础上的。“他们试图结合不同的信号,用很多很多的方式来解释它,”他说。

在这项新研究中,他和他的同事们专注于“你无法改变的信号”。他们研究了地震活动和垂直重力梯度,垂直重力梯度通常用于石油和天然气勘探,以绘制地下特征。Steckler说:“盐是一个相对较厚、均匀的层,所以它不会对重力产生太大影响。”

巴克说:“你可以透过红海中几乎无处不在的厚盐层看到东西。”他发现这种新方法——主要依靠卫星数据,而不是钻井或其他地面方法——“是一件很酷的事情。”

沙特阿拉伯红海沿岸的卫星照片。
沙特阿拉伯红海沿岸的卫星照片。Axelspace Corporation, CC BY-SA 4.0/Wikimedia

奥古斯丁说:“我们将在红海看到的信号与其他海洋进行了比较,基本上我们发现相似之处多于差异。”他指出,雷克扬内斯海岭(Reykjanes Ridge)是冰岛附近大西洋中部海岭的一部分,是一个特别好的类比,尽管它要大几倍,更容易研究。奥古斯丁说,如果你把红海的地质特征叠加到雷克雅内,它们基本上是一致的。他补充说:“红海太窄了,无法看到全貌。”

大量的盐沉积物本身就是一个有趣的线索。同样的行星管道可以将岩浆从地幔推上来,也可以捕获海水。当条件合适时,水会蒸发,留下盐。

不过,别指望很快就能在地图上看到“红海”。即使新模型被证明是正确的,奥古斯丁自己说,“‘红海’听起来要好得多,即使海洋并不与海洋地壳相连。”

“海洋什么时候变成海洋?”我不知道,”巴克沉思着说。Steckler插话道:“我们可以把它加入‘七大洋’。’这些都是海洋。”