地幔热柱、地幔冷柱与地幔对流

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Wilson(1963)发现了在岩石圈与上地幔中存在着热点现象,但这些地球上部的热点是如何形成的呢?随着后来对地球内部研究的不断深入,地球科学家们提出了地幔热柱的概念(mantle plume,或译作地幔羽),并对地幔的运动特征形成了初步认识(W.J.Morgan,1971;D.L.Anderson,1982;S.Maruyama et al.,1994)。地幔热柱往往发育于地球深部的核-幔边界附近,这里发生着很强的层圈相互作用,在其中的外核物质运动更为剧烈、形成旋涡,热流体相对富集部位的上方就形成了规模较大的地幔热柱的尾部(图10-8,图10-9)。地幔热柱的温度比周围高,整体虽为固态,但富含高温流体;其整体的向上运动是十分缓慢的,主要是通过一些高温的挥发性流体在晶体间隙或岩石缝隙中流动,而起到从下向上传递热能的作用。地幔热柱向上运移的过程中逐渐扩大,并有周围热流体、化学物质及能量(放射能、化学能等)的加入;当热柱上升到岩石圈底部附近时进一步向四周扩散,于是在岩石圈中形成具有火山活动的许多热点(图10-9,图10-6)。

图10-9 地幔热柱的结构示意图

(据S.Maruyama et al.,1994)

除了地幔热柱以外,还存在着地幔冷柱。地幔冷柱的形成主要起因于岩石圈俯冲板块;当冷的板块前缘俯冲到上、下地幔的分界附近时(深度约670 km),由于遇到强大的阻力,加之温压条件的升高,使板块前缘发生水平弯曲,较冷的物质不断雍积增厚,并同时发生密度增加和矿物的相变与重组;当这些相对较冷的物质体积增加到某一临界值后,便发生重力塌陷,形成插入到下地幔的地幔冷柱,并可能一直到达核-幔边界附近(图10-9)。不断停积在核-幔过渡带的地幔冷柱物质,其重力作用和冷却作用将会改变旋转外核的局部对流形式;同时,这里的物质发生重力分异和化学分异,过剩的物质沿水平方向扩散(部分进入地核内),补偿地幔热柱尾部所亏损的物质。

地幔热柱和地幔冷柱是现代地球内部的主要对流形式,分别对应着上升流和下降流。这种对流形式与传统的“传送带式地幔对流模式”具有明显的不同。主要表现为地核、地幔和岩石圈都参与了这种对流和相互作用。其中,地核的差异旋转运动、液态外核的热对流、热扰动(或涡流)、热扩散和核-幔过渡带的强相互作用等是主要的驱动因素;上升的地幔热柱和回返的地幔冷柱是主体的对流结构;在地球上部,地幔热柱的主体并没有直接从软流圈顶部流向地幔冷柱(并带动岩石圈运动),而是进入或穿过岩石圈,导致岩浆活动和岩石圈增生,并促进岩石圈的扩张运动;地幔冷柱则主要导源于岩石圈板块的俯冲作用;地幔柱的对流主要是一种热对流(包括热流体),并以垂直运动为主,真正的大规模物质对流是极其缓慢的,而表层以水平运动为主的岩石圈板块在重力、热力、构造应力等因素作用下则运动较快。

上述有关地幔热柱、地幔冷柱和新的地幔对流形式的认识即是近些年来逐渐兴起的“地幔柱构造学说”,它在一定程度上反映了现阶段对地球内部层圈相互作用与动力学系统的综合认识。现在人们一般认为,地幔热柱能导致岩石圈板块的分裂与扩张,而地幔冷柱能促使板块发生汇聚;因此,地幔柱构造可能是岩石圈板块运动的主要驱动力。在板块构造的威尔逊旋回中,大陆裂谷至大洋阶段可能主要受地幔热柱的控制;当大洋岩石圈板块的俯冲作用开始并逐渐强化后,地幔冷柱逐渐形成,并开始控制板块的聚敛运动(图10-10)。随着地幔冷柱的强化,其所控制的板块水平聚敛运动也会增强,并出现不均匀的幕式变化;这时,早先洋脊附近的地幔热柱或热点会发生偏移、减弱,或在板内导生新的次级热点。Maruyama等(1994)认为,在地质历史上超大陆是因为超级地幔热柱的上涌而裂开的,而超级地幔冷柱的形成又最终导致了超大陆的聚合;在现今地球上,位于南太平洋和非洲之下的两个超级地幔热柱和亚洲大陆之下的超级地幔冷柱制约着全球主要的板块运动(图10-9)。

图10-10 板块构造与地幔柱构造之间的关系示意图

(据S.Maruyama et al.,1994)

奇怪的树—吸血树

世界上总是存在着各种奇奇怪怪的生物,很多都让人们大吃一惊。吸血树就是其中的一种,据说只要一触碰这种吸血树,就会被牢牢的黏住,直到血液被吸光。真是听起来就十分的诡异啊,吸血树被称为是世界上最恐怖的树,吸血树的吸血至今都是一个未解之谜,科学家们也无法解释其吸血的真正原因。

所谓的吸血树,顾名思义就是吸光你的血的树。这种树生长在阿富汗是一种吸血树,树高约2米,树干粗10厘米,上面长满了向上攀岩生长的颗粒,长得也十分古怪。更为奇怪的是,谁如果要是不小心碰到它的树叶,就会被牢牢缠住,血液被吸光。

看了它的这些数据,发现它并不是很大,但是它却有着一个惊人的特点,那就是会吸血,只要人一碰到它的叶子之后,吸血树就会利用自己的藤条将人死死的困住,直到将人或者牲畜的血液吸光未知,有着自然界中的“吸血鬼”之称,网络上还流传着吸血树吃人,比起吸血鬼乌贼还要可怕。

不能很好的满足一些新的休闲场所和景区的园林造景需求。而仿真桉树造型多变、风格迥异。可以根据园林设计师的设计理念和造型要求制作,很好的弥补生长周期长的不足。主要应用于景区、公园、影视基地。

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  • 双冰的头像
    双冰 2025年11月19日

    我是正弦号的签约作者“双冰”

  • 双冰
    双冰 2025年11月19日

    本文概览:网上有关“地幔热柱、地幔冷柱与地幔对流”话题很是火热,小编也是针对地幔热柱、地幔冷柱与地幔对流寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助...

  • 双冰
    用户111902 2025年11月19日

    文章不错《地幔热柱、地幔冷柱与地幔对流》内容很有帮助

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