地球在非洲下方跳動,地殼正在被撕裂

在非洲深處,人們發(fā)現(xiàn)了一個深沉、有節(jié)奏的脈搏,就像心跳一樣澎湃。

在埃塞俄比亞下方的 Afar 三重路口,其中三個構(gòu)造板塊遇見,科學家們發(fā)現(xiàn),熔融的巖漿從下方?jīng)_擊著地球的地殼。

在那里,大陸正在一個新的海洋盆地的早期形成階段慢慢被撕裂。通過對該地區(qū)周圍火山的化學特征進行采樣,由英國斯旺西大學(Swansea University)的地質(zhì)學家艾瑪·瓦茨(Emma Watts)領(lǐng)導(dǎo)的一個團隊希望更多地了解這一野生過程。

“我們發(fā)現(xiàn) Afar 下方的地幔不是均勻的或靜止的——它是脈沖的,而這些脈沖帶有不同的化學特征,”瓦茨說,他在進行這項研究時正在英國南安普敦大學。

“這些部分熔融的地幔的上升脈沖由上方的裂縫板引導(dǎo)。這對于我們?nèi)绾嗡伎嫉厍騼?nèi)部與其表面之間的相互作用非常重要。

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我們的星球表面處于不斷翻新的狀態(tài)。行星地殼被劃分成的構(gòu)造板塊的位置并不固定,而是移動、碰撞,甚至在彼此下方滑動。它們相遇的地方通常是地質(zhì)演化的熱點地區(qū),毫不夸張地說,猖獗火山活動那是重塑曲面從下面。

阿法爾裂谷系統(tǒng)的構(gòu)造圖。(瓦爾霧凇/維基共享資源,CC BY-SA 4.0)

阿法爾交界處是阿拉伯板塊、努比亞板塊和索馬里板塊的交匯點,每個板塊都朝著自己的方向出發(fā),在阿法爾三角.最終,這里的地殼會變得如此薄,以至于表面會下降到海平面以下。創(chuàng)建新的 Ocean Basin在紅海附近。

科學家懷疑地幔上升流正在發(fā)揮作用在這個大陸分裂過程中,但我們對其運作方式的理解是有限的。我們不能只是深入挖掘來仔細觀察,因此 Watts 和她的同事們選擇了下一個最好的方法:觀察通過火山從地幔噴到地球表面的物質(zhì)。

他們從阿法爾地區(qū)和埃塞俄比亞主要裂谷周圍收集了 130 個火山巖樣本,并進行了化學分析。他們將這些分析與現(xiàn)有數(shù)據(jù)相結(jié)合,進行高級建模,以了解三角形下活動的情況。

結(jié)果顯示,在整個裂谷系統(tǒng)中重復(fù)出現(xiàn)明顯的化學條帶或條紋,由由環(huán)境塑造的單一、不對稱的物質(zhì)羽流傳遞,并從地幔向上推。

由三個裂縫引導(dǎo)的羽流圖。(Watts 等人,Nat. Geosci., 2025)

“化學條紋表明羽流在跳動,就像心跳一樣,”地質(zhì)學家 Tom Gernon 說英國南安普敦大學。

“這些脈沖的行為似乎有所不同,具體取決于板的厚度以及它拉開的速度。在紅海這樣傳播速度較快的裂縫中,脈沖像脈沖一樣更高效、更有規(guī)律地傳播穿過狹窄的動脈。

如果該團隊的模型是正確的,那么它表明地幔羽流和上升流可以受到其上方構(gòu)造板塊動力學的影響——這一發(fā)現(xiàn)可用于為未來對不斷重塑我們星球的活動的研究提供信息。

“我們發(fā)現(xiàn),深地幔上升流的演變與上方板塊的運動密切相關(guān)。這對我們?nèi)绾谓忉尩乇砘鹕交顒?、地震活動和大陸分裂過程具有深遠的影響。地球物理學家 Derek Keir 說意大利南安普敦大學和佛羅倫薩大學的

“這項工作表明,深地幔上升流可以在構(gòu)造板塊底部下方流動,并有助于將火山活動集中在構(gòu)造板塊最薄的地方。后續(xù)研究包括了解地幔流在板下如何以及以什么速率發(fā)生。

該研究已發(fā)表在自然 地球科學.

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