大陆的撕裂并非毫无征兆，海洋的形成也绝非一蹴而就。相反，这些变化在真正发生之前数百万年就已经通过地幔中熔融岩石的活动预示着。
根据《自然地球科学》上的一项新研究，一股熔融岩浆正在非洲地底深处悸动。根据一份新闻稿，这股地幔柱“像跳动的心脏一样”跳动，正在为埃塞俄比亚阿法尔地区提供火山活动和构造活动的能量，撕裂其构造板块，并创造一个新的洋盆。
斯旺西大学研究员艾玛·沃茨（Emma Watts）在该研究中与南安普顿大学合作，她在新闻稿中说：“我们发现阿法尔下面的地幔并非均匀或静止的——它会悸动，这些悸动带有独特的化学特征。”“这些部分熔融地幔的上升脉冲被上方裂开的板块引导。这对于我们思考地球内部与其表面的相互作用至关重要。”
确实，这个悸动的地幔柱集中在三个构造板块汇合的地方。随着时间的推移，它有助于使上方的构造板块变薄，这些板块将在数百万年后分裂，留下一个新的洋盆。然而，根据该团队的研究，地幔柱的活动并非稳定或停滞不前的，而是动态变化的，取决于上方构造板块的厚度。
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地幔柱、脉动和构造板块
埃塞俄比亚阿法尔地区火山岩薄片显微镜图像。（图片来源：南安普顿大学/斯旺西大学艾玛·沃茨博士）
艾玛·沃茨博士，南安普顿大学/斯旺西大学
世界上没有多少地方有三条构造裂谷汇合，但埃塞俄比亚的阿法尔地区就是其中之一，这里是埃塞俄比亚大裂谷、红海裂谷和亚丁湾裂谷的交汇处。在那里，一股地幔柱或上涌——一股异常温暖的熔融物质柱——向上移动，驱动着这些裂谷的分裂和上方洋盆的张开。虽然这股地幔柱的存在以前曾被记录，但对其化学成分和活动的研究相对较少。
为了了解更多，这项新研究的作者分析了来自阿法尔和埃塞俄比亚大裂谷的约130块火山岩，并使用数学模型揭示该地区的地幔柱是不对称和带状的，具有不同化学成分的不同条带。
另一位研究作者、南安普顿大学教授汤姆·格农在新闻稿中说：“化学条带表明地幔柱正在像心跳一样跳动。”“这些脉动似乎根据板块的厚度以及它拉开的速度而表现不同。”
深层脉动动力学
研究团队表示，这项研究揭示了阿法尔地幔柱的脉动与汇聚于此的构造板块密切相关。
另一位研究作者、南安普顿大学和佛罗伦萨大学教授德里克·基尔在新闻稿中说：“我们发现深层地幔上涌的演化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、地震活动以及大陆分裂过程具有深远的影响。”
当然，非洲构造板块的完全分离还需要数百万年。但这项研究对于今天的阿法尔地区仍然具有重要意义，有助于研究人员揭示该地区的火山和构造活动。
基尔在新闻稿中补充道：“这项工作表明，深层地幔上涌可以沿着构造板块底部流动，并有助于将火山活动集中到构造板块最薄弱的地方。”“后续研究包括了解地幔流如何发生以及发生的速率。”
这项研究是国际合作的成果，来自全球10个机构的科学家参与其中。
沃茨在新闻稿中补充道：“与来自不同机构、拥有不同专业知识的研究人员合作，就像我们为这个项目所做的那样，对于揭示地球表面下发生的过程至关重要。”“如果不使用各种技术，就很难看到全貌，就像在没有所有碎片的情况下拼图一样。”
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《自然地球科学》杂志。阿法尔三联点地幔上涌受上覆板块动力学影响
