非洲大陆下方一股巨大的涌流可能导致大陆分裂——并形成新的海洋

这些脉动正逐渐撕裂大陆，形成新的海洋。

发表在《自然·地球科学》上的研究结果表明，埃塞俄比亚阿法尔地区下方存在一个热地幔柱，它像搏动的心脏一样向上脉动。

该团队的发现揭示了来自深部地幔的热物质上升流如何受到构造板块（漂浮在其上方的大陆地壳巨型固体板块）的强烈影响。

数百万年来，当构造板块在阿法尔等裂谷带被拉开时，它们会伸展变薄——几乎像柔软的橡皮泥——直至破裂。这种破裂标志着新海盆的诞生。

首席作者艾玛·沃茨博士（研究开展于南安普顿大学，现任职于斯旺西大学）表示："我们发现阿法尔下方的地幔并非均质或静止——它会脉动，且这些脉动携带独特的化学特征。这些部分熔融地幔的上升脉流被上方裂谷板块所引导。这对于我们理解地球内部与地表相互作用的机制至关重要。"

该项目汇集了来自10个机构的专家，包括南安普顿大学、斯旺西大学、兰卡斯特大学、佛罗伦萨大学与比萨大学、德国GEOMAR研究所、都柏林高等研究院、亚的斯亚贝巴大学以及德国地学研究中心。

窥探地球内部的窗口

阿法尔地区是地球上罕见的三大构造裂谷交汇处：埃塞俄比亚主裂谷、红海裂谷和亚丁湾裂谷。

地质学家长期怀疑该区域下方存在热地幔上涌流（有时称为地幔柱），推动地壳扩张及未来海盆的形成。但此前对这种上涌流的结构及其在裂谷板块下方的活动方式知之甚少。

研究团队在阿法尔地区及埃塞俄比亚主裂谷采集了130多份火山岩样本。

他们结合现有数据和先进统计模型，通过这些样本研究地壳与地幔结构及其所含熔体。

结果显示，阿法尔区域下方存在单一非对称地幔柱，其化学条带在裂谷系中重复出现，如同地质条形码。这些条带间距因各裂谷分支的构造条件而异。

南安普顿大学地球科学教授、研究合著者汤姆·杰农表示："化学条带表明地幔柱像心跳般脉动。这些脉动似乎会根据板块厚度及分离速度呈现不同行为。在红海等快速扩张的裂谷中，脉动传输更高效规律，如同搏动通过狭窄动脉。"

与火山活动和地震的关联

这项新研究表明阿法尔下方的地幔柱并非静止，而是动态响应着上覆构造板块的运动。

南安普顿大学与佛罗伦萨大学地球科学副教授、研究合著者德里克·凯尔博士指出："我们发现深部地幔上涌流的演化与上覆板块运动密切相关。这对解读地表火山活动、地震活动及大陆裂解过程具有深远意义。"

凯尔补充道："研究证明深部地幔上涌流可在构造板块底部下方流动，并将火山活动聚焦至板块最薄处。后续研究将重点探究板块下方地幔流的活动机制与速率。"

沃茨博士强调："跨机构多学科研究者的协同工作（如本项目）对揭示地表下过程及其与近期火山活动的关联至关重要。若缺乏多技术手段的综合运用，就如同拼图缺失碎片，难以窥见全貌。"