地壳轮回

“轮回”谜团

地球是太阳系中唯一已知具有水圈、大气圈、生命活动且适合人类居住的行星。然而，地球的宜居性并非与生俱来。它是如何从早期的炽热行星演变成如今这个拥有良好圈层结构且生机盎然的宜居星球的？这个问题是地球科学中的一个重大科学课题，也是人类对未知的终极探索之一。

比较宜居和非宜居星球可以发现，地球有两个区别于其他类地行星的重要标志：活跃的内部和长期、持续的大气圈－水圈－固体地球内部圈层相互作用。这也是地球生命维持存在的根本保障。

威尔逊旋回（Wilson Cycle）学说则从海底观测的角度，科学地揭示了地球内部层圈相互作用的一般规律。

一个旋回 一种解释

“威尔逊旋回”这一专业术语由两位英国地质学家——约翰·杜威（John Frederick Dewey）和凯文·伯克（Kevin Charles Antony Burke）正式命名，以纪念加拿大地质学家约翰·威尔逊（John Tuzo Wilson）对大洋形成、演化与消亡研究的重要贡献。

威尔逊旋回描述了大洋盆地从形成到消亡的整个演化过程。这一过程始于大陆岩石圈（由大陆地壳和部分上地幔组成）的裂解，以裂谷为生长中心，新的大洋岩石圈（由大洋地壳和部分上地幔组成）形成后，通过洋中脊进行海底扩张，进一步形成成熟的大洋盆地（洋盆）。随着大洋岩石圈向两侧的大陆岩石圈下方俯冲、消亡，洋盆开始缩小、消失，两侧大陆岩石圈又拼合成了一个整体。

威尔逊旋回讲述了大洋盆地的“生与死”，为宜居地球的演化提供了一个全新见解。

动态的过去、现在和未来

威尔逊将大洋盆地的演化过程一般被分为6期，但随着地质学家对全球构造的进一步认识，故又添2期，形成了现在的新威尔逊旋回。

从这一学说的视角出发，如果未来地球上出现第5个大洋，最有可能出现的地方是现在红海所处的中东－东非地区，因为红海正处于威尔逊旋回的幼年期。并且，处于衰退期的太平洋也有可能出现新的扩张点，因为加利福尼亚湾也处在幼年期。

学科进步的桥梁

在科学领域，任何一个新学说的提出都是站在巨人的肩膀上，旧学说为新学说提供理论基础、研究思路或研究方法，而新学说也会继承并发展这一使命。在现代固体地球科学的发展史中，威尔逊旋回具有承前启后的关键作用。

这些学说也正有机地串联起来，为地球内部各圈层相互作用、地球演变、气候变化与生物演化之间的潜在联系提供理论指导，帮助我们更好地了解地球。

承前

大陆漂移说（认为现今的大陆是由古生代时期全球唯一的联合古陆于中生代时期开始分裂、漂移，逐渐达到现今位置而形成的）是威尔逊旋回（以下简称“它”）的理论基础。

海底扩张说（大陆漂移说的进一步发展，认为大洋地壳不断地受到新涌出熔岩的推挤而向两旁移动，使海的面积不断扩大，而大陆地壳则受到推挤而不断分离）为其提供了“大洋是变化的”背景。

地幔对流说（认为地幔物质存在膨胀、上升再紧缩、沉降的对流环流）是它的主要驱动源。

启后

板块构造说（现代地学理论之一，认为地球岩石层并非整体一块，而是分裂成了许多大小不一的块体，它们彼此分离、汇聚、平移，引发地震、火山喷发和构造运动。全球的岩石层以此被分为6个一级大板块——太平洋板块、欧亚板块、印度洋板块、非洲板块、美洲板块和南极板块）是对它更为全面的诠释，它决定着板块构造说的“中心思想”。

超大陆旋回说（认为地球上的大陆在地质历史时期经历了多次的聚集和裂解过程，曾经可能存在过3个超级大陆）则是对威尔逊旋回学说的升华，人们将目光重新聚焦到大陆上，基于“合久必分，分久必合”的观点，提出了超大陆分离聚合的循环过程。

新的探索

随着技术发展，越来越多的新方法、新设备和新数据为威尔逊旋回学说提供了强有力的证据支撑。现在，在计算机技术的支持下，科研人员可以使用软件对过去的板块结构和地幔对流进行重建和论证。飞速发展的全球定位导航系统（GPS），也正在更精确地测量各个大陆和大洋板块的位移方位和速率。这些让威尔逊旋回学说有了宏观的地质体现，让人“眼见为实”。

如果将地球深部圈层与浅部圈层进行整合研究，那更需要多学科间的合作，以及时间与空间维度上的结合，同时，还要借助于整合了大数据和人工智能方法的地球系统模型。

从这个角度来说，宜居地球研究必须多学科交叉和多维度综合，才能确立地球过去的历史、预测地球的未来，对其他类地星球的演化进行制约，为深空探测提供更好的反馈。

威尔逊旋回自提出以来，已经取得了巨大飞跃和进步。当然，它也和大多数科学理论一样，得到解答时又会产生新的疑惑：如何辨识老的威尔逊旋回？为什么火星、水星等类地行星没有出现威尔逊旋回和板块构造运动？

科学研究与探索需要在充分了解和理性分析的基础上，培养自己对科学的质疑精神。陆壳生长、板块构造启动、大洋与大陆聚合裂解、大氧化、雪球地球、大火成岩省、生命大爆发、生物大灭绝……地质史上的一系列重大事件背后隐藏着无数谜团，正等待着我们去破解。

（责任编辑 / 牛一名 美术编辑 / 周游）