板块俯冲所驱动的地球机器

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究竟是板块深层俯冲裂解大陆从而开辟出新的海洋?还是大陆板块在热地幔柱的压力下断裂形成海洋?这个问题依旧悬而未决。《自然》杂志最新文章为我们绘制了一个局部的地球机制。Luca怀疑陷入更深地幔的俯冲板块本身就可以引起超级大陆的分裂和漂移,而不需要热地幔柱的帮助。为了找到更多的证据,作者研究了深层俯冲和超级大陆裂解两者间的关系。

图1 板块俯冲示意图

纵观地球历史,板块曾碰撞汇聚形成超极大陆,但也曾若干次分离。地球上最近的一次超级大陆名叫泛古陆(Panagea),大约在18 亿年前开始碎裂,然而我们尚不清楚是什么促使了这次的分离。通常,热地幔柱被认为是造成一连串重要大陆分离的根本原因。这些上涌的热地幔柱被认为是地幔对流的一部分,它们很可能是大型熔岩喷发的主要根源,但迄今为止进行精确的探测仍有困难。另一方面,寒冷地区的岩石圈俯冲已被广泛认为是地幔对流的重要组成部分。但是对俯冲板块是否到达更深的地幔以及是如何到达的仍有争议。

《自然》杂志报道,Saskia Goes 等人用板块重建和板块俯冲的数字模型来调查研究这个谜团:他们发现了低温板块挤入更深地幔的迹象(《自然》451,981-984;2008)。这部分启发了我所主持的科研项目,也使我思考了很多。最终,我怀疑陷入更深地幔的俯冲板块本身就可以引起超级大陆的分裂和漂移,而不需要热地幔柱的帮助。为了找到更多的证据,我研究了深层俯冲和超级大陆断裂两者间的关系(Tectonophysicshttp://doi.org/ck7w;2017)。我发现俯冲至深部地幔的板块可能会产生空间上的压力,可以想象这会导致大陆分裂。

然而,板块俯冲引发超级大陆分裂的这种假设依旧存有争议。人们尝试建造高分辨率、三维俯冲电脑模型,以使模拟结果与地质学、地球物理观测数据相融合。这些尝试会使我们更进一步了解超级大陆是如何在地质时期进行发生变形的。如今,究竟是进行深层俯冲的板块会分裂大陆从而开辟出新的海洋,还是大陆在热地幔柱产生的压力下断裂产生海洋,这个问题依旧悬而未决。答案可能是两者都在发挥作用。

 

 

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