海洋"剥离"大陆为火山提供养分，持续数千万年

研究发现，大陆正从底部被缓慢剥离，且远离其构造边界。

由南安普顿大学领导的地球科学家团队提出了一种新机制，用以解释一个长期存在的地质谜团。
该谜团涉及远在海洋中的火山岛屿上为何会存在大陆化学物质。

根据这项新研究，一种被称为"大陆剥离"的现象很可能是其原因。研究表明，大陆正从底部被缓慢剥离，且远离其构造边界。

长期存在的谜团

几十年来，像东北印度洋上的圣诞岛这样的海洋岛屿一直困扰着地质学家。这些岛屿显示出高水平的"富集"元素 —— 这些物质最常见于大陆。

先前关于在海洋岛屿中发现大陆物质的假说主要围绕两个来源：在板块边界循环的海洋沉积物，或被称为地幔柱的热岩柱。

然而，这些理论未能充分解释所有的观测结果。

例如，一些火山区几乎没有地壳循环的证据，而另一些则因温度过低、深度过浅而无法由深部地幔柱驱动。

"几十年来，我们已经知道海洋下方的部分地幔看起来被奇怪地污染了，就好像古老大陆的碎片不知何故进入了那里，"该研究主要作者托马斯·杰农表示。"但我们一直未能充分解释所有这些大陆物质是如何到达那里的。"

地幔波剥离大陆根

这项研究提出了一个全新的解释。

大陆不仅在地表裂开，它们还在其根部 —— 即地下150至200公里深处 —— 从下方被剥离。

当大陆因构造力作用而被拉伸时，一种缓慢移动的"地幔波"会沿着大陆底部扫过。这种波会逐渐从深部大陆基底剥离出薄片状的岩石。

这些大陆碎片随后被侧向卷入海洋地幔中，有时移动距离超过1000公里。

一旦进入海洋地幔，这些大陆物质便会污染周围的岩石，为火山活动提供"燃料"，使得火山活动在意想不到的地点持续数千万年之久。

即使在大陆分离很久之后，地幔系统仍然保持活跃，继续将这些富集物质运输到远离其起源地的地方。

古代大陆分裂模拟

为了验证他们的模拟结果，这个包括德国GFZ亥姆霍兹地球科学中心和加拿大女王大学研究人员在内的国际团队，分析了印度洋海山省的地球化学数据。

印度洋海山省是一串火山特征链，形成于超过一亿年前超大陆冈瓦纳分裂之后。

"我们发现，在大陆本身分离很久之后，地幔仍然能感受到大陆分裂的影响，"来自波茨坦GFZ的研究合著者萨沙·布鲁内教授说。

他们的研究结果揭示了冈瓦纳大陆分裂后不久，突然喷发出的、具有异常富集特征的岩浆。随着被剥离的大陆物质流减少，这种化学信号在数千万年的时间里逐渐减弱。

值得注意的是，这一现象的发生并无深部地幔柱的参与，这与地质学家先前认为形成此类特征所必需的条件相反。

杰农教授指出，虽然这一发现并未排除地幔柱的存在，但它"指出了一种全新的、同样塑造地幔组成的机制"，解释了大陆在最初分离很久之后，如何继续影响深海洋。

科学家们得出结论，大陆分裂是一种多米诺骨牌效应，它在地球深处引发了长期的扰动，将大陆根的命运与全球范围内意想不到的地质活动联系起来。

这项研究于11月11日发表在《自然·地球科学》期刊上。

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