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魏格纳(Alfred Wegener)在1915年发表的大陆漂移假说,在很长一段时间内因为缺乏实质的科学证据,没有得到主流科学界的认可。1950年之后,海洋科考事业迅速发展,积累了海量可靠的科考数据并且持续更新人类对海洋和地球的认知。1960年代,在众多确凿的科学事实面前,国际科学界终于接受了魏格纳的假说并对其进行了完善,提出了现在被大众所熟知的板块构造学说,从而为我们的地球动力学演化提供了统一的观点。虽然板块构造学说历经多年已基本被科学界所接受,但是由于理解该学说的最重要的地质构造位于海洋底部,影响其地质过程的作用力位于海底以下,因此,板块构造的许多细节特征尚不清楚。
a、 转换断裂带系统的几何结构和岩浆构造元素的图解。沿转换断层发生了活跃的构造变形,而断裂带在构造上是不活跃的。扩张中心或脊轴与转换的交点孕育岩浆活动。矩形表示快速扩展(103 mm yr−1)北东太平洋海隆的b–f.b、东克利珀顿海脊–转换交叉口的水深示例情况。c、 南印度洋脊-弗拉明变换在中间扩展(63 mm yr−1)东南印度洋脊的变换交叉点。d、 东25°40′S附近南大西洋中脊缓慢扩张(32.8 mm yr−1)处转换断层的东脊-转换交点,南印度洋脊超低速扩张(16.5 mm yr−1)处马里恩转换断层的北脊-转换交点。f、 南脊-亚特兰蒂斯II转换的转换交叉点,位于印度洋西南脊(14.8 mm yr−1)的超低速扩展。在b–f中,黑色虚线表示扩展脊的轴,实线(黑色或白色)表示变形区,虚线(黑色或白色)表示断裂带。b–f中的地图已经旋转,以便它们具有相同的方向,以便于可视化。在扩展数据图2中提供了显示其真实地理方向的分划和显示整个变换系统的设置的概览图。黑色椭圆突出了外角断裂带区域的J形脊(b–f)、火山锥(b,d)和山丘(e)。色标显示海平面以下的海底深度。e的色阶比a-d深1公里。
结果来自三维粘塑性地球动力学流模型(模型设置如扩展数据图3所示),使用克利珀顿变换断层系统的参数(断层长度,90 km;滑动速率,100 mm yr−1)。a、 模型转换系统,沿转换观察,显示表面板边界(黑线)、脆性变形区底部(应力位于Drucker–Prager塑性模型定义的脆性屈服应力上;绿色深度等高线和蓝-白-红颜色标度)和水平剪切(xy)应变速率脆性-韧性转变(黄色-红色-黑色色标)。b、 模型的二维地图视图(a)。色标表示拉伸因子β。灰色虚线是c和d中显示的样带。绿色线是脆性-韧性过渡的深度等值线(单位:km)。蓝色实线是深度为2km的板块边界(水平速度vx=0)。蓝色虚线是图4b所示的横断面。黑色实线是地表板块边界。c、 沿b中灰色虚线的剖面图,显示西移(虚线)和东移(实心)板块的脆性层厚度(绿色,右轴)和累积拉伸系数β(黑色,左轴)。d、 材料流动方向(箭头)和剖面内水平速度(vx;色标)与c中相同的横断面。绿色线表示c中脆性区的底部,用于定向。蓝线是板块边界。