科學家猜想,在最近的地質時代里地球內部可能曾經有20多個地幔柱,每個都持續存在了1億年以上。
板塊構造理論 板塊構造理論解釋了地球表面構造沉降、擴張、漂移等現象,也已成為現代地質學的基礎理論之一。不過這一理論仍無法解釋一些問題,比如一旦板塊俯沖下沉而導致的結果、地球火山鏈的源動力等問題。最近,地震學、地球化學以及計算機模型的研究進展,使科學家得以收集豐富的地球科學數據信息,建立板塊之下地球運動的完整理論。
科學家現在了解到,地球內部各層之間的物質交換可通過三個特征來描述:
俯沖帶
一個板塊俯沖到另一個板塊之下,其下插入另一板塊下方的部分被稱為俯沖帶,在板塊俯沖帶的周邊區域會產生大量地震。俯沖將使板塊的邊緣逐步下沉,進入地幔。俯沖帶巖石層在緩慢下沉的過程中逐漸與熔巖相融合,在接近地核時,已部分熔融成為巖漿。
地幔柱
大多數火山的巖漿源于相對較“冷”的上地幔,并沿著板塊邊緣裂隙向上噴涌。不過地質學家認為地球上很多火山鏈(比如冰島)源于地幔柱。這些地幔柱呈柱狀,由地幔極深處向上升,有些地幔柱甚至深達2900公里,可將接近地核的高溫物質帶至淺層的地殼。
超級地幔柱
地幔柱沿著兩個大區域邊緣形成后,大量的地幔熱熔物質上涌——即通常所說的超級地幔柱。目前在地球上發現兩個超級地幔柱,分別位于非洲和南太平洋之下。這兩個超級地幔柱可以從地幔中帶出大量富鐵的礦物,推測這些物質已在下地幔存在了40億年之久。
了解我們的星球
地殼
這是地球表面一層相對較薄而冷的外殼。
溫度:地殼最下層溫度約870攝氏度
厚度:大洋地殼較薄,通常約8公里厚;大陸地殼相對較厚,約40公里厚
成分:以硅酸鹽質的花崗巖、玄武巖為主
地幔
地幔物質占地球總物質的2/3左右,這里也是火山熔巖的始發地。隨著板塊運動,地幔的熔融的巖漿上涌,形成火山噴發。
溫度:地幔頂部約870攝氏度,底部約2200攝氏度
厚度:約2880公里
成分:以硅酸鹽為主,但其含鐵量高于地殼
地核
地核位于地球中心,是一個溫度超高,以金屬為主的球體。
溫度:外緣約2200攝氏度,核心溫度約5000攝氏度
厚度:外地核厚約2240公里,內地核半徑約1120公里
成分:鐵是地核的主要成分,還包括鎳等其他元素。外地核為熔融態,內地核為固態。
至2014年1月,我們對地幔有了更深入的了解,日本的“地球號”鉆探船鉆探工作取得新進展,已鉆入海床下超過2800米處。