由于岩浆上涌,大西洋变得越来越宽

由于岩浆上涌,大西洋变得越来越宽

2016年3月,一个研究小组将39台地震仪投放到非洲西端附近的大西洋海底,以监听远近地震的隆隆声。一年后,他们发现了一个隐藏的故事,关于大陆是如何渐行渐远的——并不是像之前认为的那样,是由俯冲带从两边拉离的,而是可能是由海洋中心隆起的岩浆推离的。

这些探测器以平行线的形式放置,横跨横跨大西洋的海底脊,长度超过600英里。这些仪器是PI-LAB和EURO-LAB项目的一部分,这些项目旨在更好地了解地球地幔中的一个过渡带,即构成地球地壳和上地幔的刚性岩石圈与底层较弱的软流圈之间的边界。为了收集数据,南安普顿大学(University of Southampton)和牛津大学(Oxford University)的一个研究小组在海底放置了传感器。他们收集的数据延伸到地球近400英里的地方。该团队对数据的分析发表在今天的《自然》杂志上。

“过渡带本身比我们预期的要薄,”南安普顿大学(University of Southampton)地震学家凯特·里切特(Kate Rychert)在视频通话中说,她也是探测和回收深海传感器的首席科学家。“这表明,我们有从下地幔上涌的物质。这是反常地热,通常情况下,我们认为在洋中脊以下不会发生这种情况。”

里切特说,这种来自下地幔的上涌通常与夏威夷或冰岛的火山岛有关,这些火山岛曾多次喷发。然而,在大西洋中脊,物质正从低地幔上升到上地幔,但显然没有喷发。只是紧紧地向上挤压,向研究人员暗示,整个地球地幔的对流可能对其上的板块构造有重大作用。

这篇论文的主要作者、地震学家马修·阿吉斯(Matthew Aguis)在南安普顿大学的一份新闻稿中解释说:“这一令人难以置信的结果为我们对地球内部如何与板块构造联系的理解提供了新的线索,这些观测是我们以前从未见过的。”

最初的计划是为了更好地理解中大西洋洋脊上构造板块的定义和厚度。里切特说,海底的地震仪和磁热仪将对该板块进行成像,研究小组预计这个过渡区“非常无聊”。

传统观点认为,就板块构造而言,像中大西洋洋脊这样的地方相对平静,而板块真正的地缘舞台是俯冲带,在这里两个板块交汇,一个板块被另一个板块推回到地幔中。这些变化导致了各大洲之间不知不觉地彼此远离。在太平洋下面,构造板块移动得更快,因此出现了引人注目的“火圈”,在海洋周边产生了地震和火山活动。但大西洋板块的逐渐移动却不是如此,它们以每年1.6英寸的速度分开。

“这项研究对理解板块构造很有意思的原因是,如果物质通过过渡带向上流动,这意味着有一个向上流动的对流向上推压板块并将其推出,”合著者尼克·哈蒙(Nick Harmon)在一次视频通话中说,他也是南安普顿大学的地震学家。

如果你考虑一个披萨面团,这是通过拉边缘而不是在中间推来做馅饼的区别。当然,不同之处在于,这是在推动一个行星的规模,而不是在推动烹饪的规模。

在更好的地震学技术开发出来之前,可能很难对地幔如此深处发生的事情有更深入的了解。哈蒙说,今天,即使是最好的数据读起来也像“模糊的CAT扫描”。但是沿着这条线——在海底——他们希望了解山脊其他地方的动态,以及太平洋下方构造边界的情况。