地球在非洲下方跳动,地壳正在被撕裂

在非洲深处,人们发现了一个深沉、有节奏的脉搏,就像心跳一样澎湃。

在埃塞俄比亚下方的 Afar 三重路口,其中三个构造板块遇见,科学家们发现,熔融的岩浆从下方冲击着地球的地壳。

在那里,大陆正在一个新的海洋盆地的早期形成阶段慢慢被撕裂。通过对该地区周围火山的化学特征进行采样,由英国斯旺西大学(Swansea University)的地质学家艾玛·瓦茨(Emma Watts)领导的一个团队希望更多地了解这一野生过程。

“我们发现 Afar 下方的地幔不是均匀的或静止的——它是脉冲的,而这些脉冲带有不同的化学特征,”瓦茨说,他在进行这项研究时正在英国南安普敦大学。

“这些部分熔融的地幔的上升脉冲由上方的裂缝板引导。这对于我们如何思考地球内部与其表面之间的相互作用非常重要。

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我们的星球表面处于不断翻新的状态。行星地壳被划分成的构造板块的位置并不固定,而是移动、碰撞,甚至在彼此下方滑动。它们相遇的地方通常是地质演化的热点地区,毫不夸张地说,猖獗火山活动那是重塑曲面从下面。

阿法尔裂谷系统的构造图。(瓦尔雾凇/维基共享资源,CC BY-SA 4.0)

阿法尔交界处是阿拉伯板块、努比亚板块和索马里板块的交汇点,每个板块都朝着自己的方向出发,在阿法尔三角.最终,这里的地壳会变得如此薄,以至于表面会下降到海平面以下。创建新的 Ocean Basin在红海附近。

科学家怀疑地幔上升流正在发挥作用在这个大陆分裂过程中,但我们对其运作方式的理解是有限的。我们不能只是深入挖掘来仔细观察,因此 Watts 和她的同事们选择了下一个最好的方法:观察通过火山从地幔喷到地球表面的物质。

他们从阿法尔地区和埃塞俄比亚主要裂谷周围收集了 130 个火山岩样本,并进行了化学分析。他们将这些分析与现有数据相结合,进行高级建模,以了解三角形下活动的情况。

结果显示,在整个裂谷系统中重复出现明显的化学条带或条纹,由由环境塑造的单一、不对称的物质羽流传递,并从地幔向上推。

由三个裂缝引导的羽流图。(Watts 等人,Nat. Geosci., 2025)

“化学条纹表明羽流在跳动,就像心跳一样,”地质学家 Tom Gernon 说英国南安普敦大学。

“这些脉冲的行为似乎有所不同,具体取决于板的厚度以及它拉开的速度。在红海这样传播速度较快的裂缝中,脉冲像脉冲一样更高效、更有规律地传播穿过狭窄的动脉。

如果该团队的模型是正确的,那么它表明地幔羽流和上升流可以受到其上方构造板块动力学的影响——这一发现可用于为未来对不断重塑我们星球的活动的研究提供信息。

“我们发现,深地幔上升流的演变与上方板块的运动密切相关。这对我们如何解释地表火山活动、地震活动和大陆分裂过程具有深远的影响。地球物理学家 Derek Keir 说意大利南安普敦大学和佛罗伦萨大学的

“这项工作表明,深地幔上升流可以在构造板块底部下方流动,并有助于将火山活动集中在构造板块最薄的地方。后续研究包括了解地幔流在板下如何以及以什么速率发生。

该研究已发表在自然 地球科学.

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