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我的地幔柱之旅

上传时间:2019-12-27 15:44 来源:北京大学 作者:赵浩男

简介:

哈喽,大家好,我叫“玄武岩”,是一块来自地球深部的岩石,从地球深部来到地表的旅程并不容易,但也造就了我乌黑的外表和坚强的内心。我热爱旅行,向往着能走遍地球的每一个角落,无论是广袤的太平洋,还是热闹的日本岛弧,无论是古老的庞贝,还是如明...

哈喽,大家好,我叫“玄武岩”,是一块来自地球深部的岩石,从地球深部来到地表的旅程并不容易,但也造就了我乌黑的外表和坚强的内心。我热爱旅行,向往着能走遍地球的每一个角落,无论是广袤的太平洋,还是热闹的日本岛弧,无论是古老的庞贝,还是如明珠般的五大连池,都曾有过我的身影,而我最近的旅行计划,正是要去太平洋的海上明珠——夏威夷群岛——看一看。

在开始介绍我的旅程之前,我想有必要先让你看看我所生活的世界——地球内部。最表面的是一层薄薄的地壳,是我的世界的边界,要想看看外面的鸟语花香,就必须冲破这一层坚硬的外壳,有时太过于激烈,就形成了你们所说的“火山喷发”,更多的时候我们还是慢慢来到地表,静静地流淌着。地壳下面是地幔,这里的厚度有将近2900km,也是我们的家园,我和兄弟姐妹们生于斯,长于斯,世世代代,绵绵不息。再往深部走,就到了地核,这里真可谓是个永不熄灭的锅炉,是为我们的活动提供能源的地方,我们生活的地幔的正常运转离不开地核源源不断供给的热量。

 

地球内部的结构——我们生活的世界

那你猜猜我们玄武岩是怎么从很深的地球内部来到地球表面的呢?其实这都要归功于我们的“高铁”——地幔对流,右边这张图就是我们“地幔对流号”高铁的路线图。我们的起点在地核和地幔的边界上,在这里温度很高,就如同热空气会上升一样,我们也搭着受热对流上升的“高铁”,离开了核幔边界。开始的时候,我的化学成分还不是现在的样子,但是在上升的过程中,我们从周围地幔拿进来一些物质,又把一些其他的物质还给他们,这样慢慢地,我的成分就发生了变化,直到大洋中脊才变成现在的样子。“高铁”行驶到了“大洋中脊”站,就变成了沿地球表面行驶,我们也可以看看外面的世界,与海水和鱼儿打个招呼。直到来到了“海沟”站,也就意味着我们的旅行要结束了,我们踏上回家的旅途,通过俯冲回到地幔深处去,等待着下一次旅行。

 

不过现在我要尝试的是一种独特的旅行方式,就是搭乘“地幔柱号”高铁。上面这张图就是目前“地幔柱号”高铁开通的线路图,它们同样发源于地核与地幔的边界,通过地核的加热获得能量,当温度达到一定限度的时候,就如同受热膨胀的空气会上升一样,这列“高铁”也能克服阻力,向上运动,它的形状就像一个连接了核幔边界与地表的柱子,所以被称为“地幔柱”。

地幔柱在带着我们上升的过程中,我们同样会发生化学成分的变化,直至地表,才逐渐演化为玄武岩岩浆。岩浆冲出地表之日,就是火山喷发之时。例如非洲大陆下面就有这样一个地幔柱,导致了东非大裂谷的形成和大量的火山运动;另一个最著名的“线路”便是太平洋下面隐藏的巨大地幔柱,它在地表的“站台”就是为人们所熟知的风光旖旎的夏威夷群岛。

 

夏威夷群岛有很多火山,它们的年龄从老到新,并且排成了一列,我下车的地方正是新生的年龄为0的火山,这也是地幔柱在地表最重要的表现之一。地幔柱位置大致是固定的,而我们知道板块是持续不断地移动着的,地幔柱周期性涌出岩浆时,岩浆穿过大洋板块在海底形成火山。由于板块一直向前运行,这个过程就如同纸带在穿孔机出口处运行并打出一系列孔洞一样,周期性喷发的岩浆就形成了间隔较为规则的串珠状火山岛链,很显然,这些火山岛就是岩石圈板块漂移地幔柱顶部的轨迹,所记录的则是板块运动的速度和方向。

这就是我的地幔柱之旅,一趟从地球深部到地表的旅程。我的祖先还曾乘坐着“地幔柱号”高铁,去到过寒冷的西伯利亚、巍峨的武夷山,还有印度的德干高原,他们都是因为地幔柱的活动才形成的,不过那都是亿万年以前的故事了,如今我搭乘地幔柱来到夏威夷,则是在书写属于我自己的故事,而地幔柱还将持续地充当深部物质上升到地表的“高铁”,缓慢但又深刻地影响着地球地演化。

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