地幔波将大陆向上托起，并在上面镶满钻石

数十亿年来，大陆就像地质构造船一样在地球表面穿梭，但它们并非毫发无损。地幔下层的波浪可以冲走大陆的龙骨，使其表面向上浮起研究人员在 8 月 8 日的论文中提出，形成远离任何活跃板块边界的突出地貌。自然.这项研究为那些从地质上平静的地貌中突出的神秘高原提供了一个合理的起源故事。

佛罗里达大学盖恩斯维尔分校的地质学家戴维·福斯特说，研究人员“能够扩展并联系我们长期以来猜测的过程”。这项研究以去年发表的研究为基础，该研究表明地幔波也引发含钻石岩浆的喷发被称为金伯利岩。

这个故事的核心是克拉通，克拉通是大块的结晶岩，通常位于大陆内部。它们是地球地壳最古老的碎片，许多形成于 25 亿多年前的太古代。地球上曾经存在的大部分地壳在俯冲带中被摧毁，俯冲带中一个板块俯冲到另一个板块之下，进入地幔。然而，克拉通躲过了这一命运。

福斯特说，克拉通之所以能长寿，要归功于它们的根部，也就是龙骨。克拉通比周围的大陆地壳厚得多，龙骨可以延伸到地幔深处数百公里。龙骨相对浮力大，因此有助于在地壳其他部分俯冲时保持克拉通漂浮和完整。

但克拉通的某些方面长期以来一直困扰着地质学家。有些克拉通，比如南非的卡普瓦尔克拉通，顶部是广阔的高原，周围是陡峭的悬崖。但克拉通据说是稳定的，而且通常远离板块边界发生的陆地抬升构造活动。那么是什么抬升了这些高原呢？

一些研究表明地貌的形成当克拉通经过一个巨大的来自地幔深处（日期：3/15/23）但是英国南安普顿大学地球科学家托马斯·格农说，地质记录似乎并不支持这种解释。

因此，Gernon 和同事利用计算机模拟来追踪大陆中部裂谷的演变。他们发现，裂谷下方的压力变化激起了地幔环流，引发了一股波浪，每百万年在大陆下方横向传播约 20 公里。

在模拟中，当波浪遇到克拉通的龙骨时，它会剥离并将物质卷入地幔。这逐渐减轻了大陆的负担，导致上覆表面像一艘卸下货物的船一样向上隆起。Gernon 说，这种隆起跟随地幔波浪穿过克拉通数百公里，形成了一个大约一到两公里高的稳定高原。随着这些隆起区域被风和水侵蚀，地表进一步浮起。

研究人员还将他们的模拟结果与地质记录联系起来。他们从之前发表的研究中提取了南非高原岩石的地球化学数据，这些数据记录了高原的热历史。数据显示，最快的冷却速度——岩石隆升最快的时间——以与地幔波迁移一致的速度席卷了整个高原。

新奥尔良杜兰大学地球物理学家辛西娅·埃宾格说，这项研究将许多不同的假设联系在一起。科学家们此前曾将并表明克拉通龙骨可能被地幔中循环的物质所剥离（日期: 9/19/23）但直到现在，还没有人将这些碎片与克拉通的神秘地形联系起来。

“这些太古代碎片仍然控制着板块构造的各个方面，”埃宾格说。“地球历史的早期阶段仍然非常重要。”