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研究表明非洲或正一分为二 超级地幔柱驱动分裂

发布时间:2025-05-31 12:14:26

最新研究揭示,非洲大陆下方存在一个巨大的超级热岩柱,正在上升并引发剧烈火山活动,导致非洲大陆逐渐分裂成两部分。地质学家早就注意到东非裂谷系统区域的缓慢分裂现象,但其背后的驱动力一直存在争议。现在,一项新研究提供了地球化学证据,支持了理论预测中超级地幔柱的存在。

研究表明非洲或正一分为二

科学家在肯尼亚中部的梅恩盖地热田发现,该地区的气体含有来自地幔深部的化学特征,可能源自地幔底部与地核交界处。这些特征与红海北部和马拉维南部火山岩中的气体成分相匹配,表明这些地区均位于同一深部地幔柱之上。爱丁堡大学的研究员陈碧莹表示,东非裂谷系统不同区段观测到的深部地幔特征高度相似,表明它们都源自同一深部热源。

这项研究成果发表于《地球物理研究快报》。东非裂谷系统是地球上最大的活动大陆裂谷带,横贯非洲约3500公里。过去3500万年间,由地壳和上地幔组成的岩石圈在这一区域持续分裂,形成了从非洲东北部红海延伸至南部莫桑比克的巨大裂谷网络。

先前的研究通过稀有气体特征发现了东非裂谷系统下方存在深部地幔柱的迹象。氦、氖等稀有气体具有化学惰性,不易与其他物质反应,因此能长期存留,成为追踪长期地质过程的理想示踪剂。然而,这些地球化学示踪剂在东非裂谷系统下方分布稀疏且存在争议。

为了解东非裂谷系统的深部机制,研究团队使用高精度仪器分析了肯尼亚气体中的氖同位素,成功检测到了深部地幔特征。这些特征与夏威夷深部地幔柱区域发现的最原始地表特征高度相似。陈碧莹指出,初步数据令人振奋,但微弱信号需要反复验证。经过严格的数据核查后,研究团队确认该特征真实存在,并与裂谷其他区域的特征匹配。

研究表明,东非裂谷系统地幔柱可能源自地球内部约2900公里深处的核幔边界。尽管其化学特征与夏威夷火山岩相似,但两者形态有所不同:夏威夷地幔柱呈离散上升流形态,类似熔岩灯;而东非地幔柱则表现为大规模热物质上涌,取代原有地幔物质。当这些炽热物质上升遭遇冷而坚硬的岩石圈时,横向扩展产生的巨大应力导致薄层岩石圈破裂,从而引发区域剧烈火山活动。