地壳发生奇怪的变形,我们终于知道原因了
(Emad Aljumah/Moment/Getty Images)
地球上最大的大陆裂谷东非裂谷 (EAR) 系统对于地质学家来说一直是个谜,但一项将计算机模型与 GPS 卫星数据相结合的新研究似乎找到了解释。
裂谷是由构造板块相互远离而引起的,导致岩石圈(地壳和上地幔)拉伸并被拉开。这导致地球表面变形,通常垂直于板块运动。
EAR 则不然。
在这里,变形垂直延伸和与板块运动平行。根据地质学家的观察,裂缝几乎就像同时从多个方向拉开一样。
这项新研究的作者开发的 3D 模型指出,这种额外的平行变形是非洲超级地幔柱的结果,非洲超级地幔柱是从地球深处热地幔的大规模上涌,将热量带到地表。
部分熔融岩石的上升流从非洲西南部延伸到东北部,沿途变得越来越浅,并正在塑造下方地幔的流动。
看来地幔流可能“导致平行于裂谷的异常向北变形”说来自新墨西哥理工学院的地球物理学家 Tahiry Rajaonarison。
正如研究人员先前注意到的那样,同样的非洲超地幔柱可能是造成 EAR 下方发生的一些地震各向异性的原因,即岩石响应地幔中的地质力而沿特定方向排列。
一项较早的研究来自同一团队的研究人员研究了可能在裂缝中起作用的各种力量。其中包括较浅的岩石圈浮力(由比地幔轻的岩石圈密度驱动的向上力)和较深的地幔牵引力(由地幔中物质的运动引起)。
虽然两者似乎都沿着 EAR 起作用,但最新的研究指出,由非洲超地幔柱驱动的更深的地幔力是造成平行变形的原因,典型的垂直裂缝背后是岩石圈浮力。
“我们证实了之前的观点,即岩石圈浮力正在驱动裂谷,但我们带来了新的见解,即东非可能发生异常变形,”说拉贾纳里森。
EAR 绵延约 6,400 公里(近 4,000 英里),人们认为,在数百万年的时间里,它将。随着岩石圈变薄,我们将在该地区看到更多的地震和岩石结构的破裂。
然而,预测这样的大规模地质运动是一项极具挑战性的任务。研究小组比较了可能同时发生的不同变形,就像使用橡皮泥。
“如果你用锤子敲橡皮泥,它实际上会破裂并破裂,”说来自弗吉尼亚理工大学的地球物理学家 D. Sarah Stamps。
“但如果你慢慢地将它拉开,橡皮泥就会拉伸。因此在不同的时间尺度上,地球的岩石圈会以不同的方式表现。”
该研究已发表在地球物理研究杂志:固体地球。