地球处于不断变化的状态。 在数百万和数十亿年的地质时间尺度上,热的岩石从地球的熔融核心上升,而较冷的岩石下沉。
但这种缓慢而永恒的交换被打破了。 有什么东西破坏了系统吗? 被称为地幔对流? 导致了一种奇怪的地球物理现象,科学家称之为“停滞板”。
这些石板是巨大的块俯冲大洋板块在缓慢下降到哈迪斯的过程中不知何故被卡住了? 几乎就好像它意识到自己被骗了,接受了一张通往地狱的门票。
现在,科罗拉多大学博尔德分校的一组研究人员认为,他们对这个奇怪的、停滞不前的谜团有了解释。
“你可以将地幔对流视为一个巨大的引擎,驱动我们在地球表面看到的所有现象:地震、造山、板块构造、火山甚至地球磁场,”解释这项新研究的合著者是物理学家钟世杰。
“新的研究表明,这个故事可能比我们之前想象的更复杂。”
过去十年来,许多研究工作都对这一现象进行了研究,但停滞平板背后的科学原理仍然存在争议。
在他们的新论文中,Zhong 和研究员 Wei Mao 提出了一个新的假设罪魁祸首:阻塞物质层位于地球上层和下层的交界处地幔,位于地表以下约660公里(约410英里)处。
当板块停滞时,它们会在这个深度水平展开,这就是所谓的过渡区。
这种现象在西太平洋、日本东海岸和马里亚纳海沟以下都被观察到。 与北美和南美周围的俯冲带不同,亚洲的这些板块“根本不会下降”钟说。
研究人员利用全球地幔对流模型进行计算机模拟,计算了日本和菲律宾附近停滞板块的行为。
根据模型,研究小组认为,一层薄薄的低粘性岩石可能楔入地幔过渡区的两半之间,导致海洋板块下降岩石圈在他们的下行航行中偏离轨道。
“如果在那个深度引入薄弱层,粘度降低会以某种方式帮助润滑该区域,”钟说。
“这些板会发生偏转,并且可以继续水平移动很长的距离。”
研究人员认为,地幔中的这种障碍并不是永久性的,而且在地球内部也是一个相对较新的障碍。
尽管考虑到地球物理科学涉及的史诗般的时间尺度,这仅意味着它出现在“过去 2000 万年”的某个时间,钟解释。
没有人知道这些停滞的石板何时会突破这个时间异常? 正如研究人员预测的那样? 但考虑到这一科学领域的整体发展趋势,不要屏住呼吸。
研究结果报告于自然地球科学。