板塊構(gòu)造(plate tectonics)是被廣泛接受的理論,,地殼被分成幾個(gè)部分在地幔(mantle)上浮動(dòng),板塊是介于核心和地殼之間的大部分固體層,。 但自從這項(xiàng)理論在1950年代首次被接受以來,,它們的移動(dòng)一直是科學(xué)家之間許多爭論的主題。 這些稱為板塊(plate)的部分,,每年以大約2到5公分的速率在移動(dòng),,相當(dāng)于指甲的生長速度。當(dāng)彼此用力擠壓通過時(shí),,稱為轉(zhuǎn)形板塊邊界(transform plate boundary),,可以引發(fā)地震。 當(dāng)彼此分離時(shí),,稱為分離邊界(divergent boundary);在那里會(huì)噴出巖漿,,然后可以形成火山,。 有時(shí)候,當(dāng)彼此正面相遇時(shí),,一塊板塊開始向上移動(dòng)形成山脈,,而另一塊板塊則被推向下而熔化。這是聚合邊界(convergent boundary),。 播放GIF 幾十年來科學(xué)家一直想知道這些板塊是受到地幔影響而被動(dòng)地移動(dòng),,還是因?yàn)楸旧碇鲃?dòng)地移動(dòng),拖著地幔一起動(dòng),。 一項(xiàng)在科學(xué)進(jìn)展(Science Advances)期刊發(fā)表的新研究顯示,,來自于地球核心的一股額外熱力在板塊動(dòng)力學(xué)(plate dynamics)中發(fā)揮作用,。 研究小組觀察東太平洋隆起(East Pacific Rise),這是沿著太平洋海床伸展的擴(kuò)張構(gòu)造板塊邊界,,并且還形成在地表下方地幔流動(dòng)的模型,。 在觀察期間他們做出結(jié)論,東太平洋隆起的移動(dòng)無法完全被地殼隱沒(subduction)所解釋,。當(dāng)一塊板塊在另一塊板塊下方移動(dòng)時(shí),,一定有其他力量發(fā)揮作用。 這篇論文指出,,浮力是由來自于地球核心深處的熱上升所形成的,。 估計(jì)有50%的板塊運(yùn)動(dòng)是由這個(gè)熱所造成的,大約20兆瓦(terawatt)的熱流在地球核心和地幔之間,。 這只是稍微多于人類在地球上的年平均總消耗功率,。 研究人員之一、芝加哥大學(xué)的地球物理科學(xué)專家大衛(wèi)?羅利(David B. Rowley)在一份聲明中說:“我們在太平洋半球看到熱板塊動(dòng)力學(xué)(heat-to-plate dynamics)對重大的深層地幔作用的強(qiáng)烈支持,?!?/p> “來自地幔底部的熱,對于地幔中的熱流強(qiáng)度以及因而產(chǎn)生的板塊構(gòu)造,,有相當(dāng)重要的貢獻(xiàn),。” 當(dāng)在地幔上的殼被加熱時(shí),,會(huì)降低物質(zhì)的密度,,造成它能夠浮起,導(dǎo)致它透過地幔隆起,。 板塊也在表面冷卻,,產(chǎn)生所謂的負(fù)浮力(negative buoyancy),這是描述物體下沉的另一種方式,。 這兩種力使得板塊四處移動(dòng),。 播放GIF 換句話說,熱的部分隆起而冷的部分下沉,,在板塊依靠的地幔產(chǎn)生一種攪拌運(yùn)動(dòng)(churning movement),。 羅利說:“根據(jù)我們的地幔對流模型,地幔可能消除了來自地球核心的總對流熱預(yù)估量的一半,?!?/p> “我們研究的言外之意是,教科書將需要被重寫,?!?/p> |
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