 地球内部究竟是怎么样的？你可以想象一口很大的锅，煮着一大锅各色菜肴组成的粘稠的稀饭。火从下面加热，热量向上传递，越到上面温度越低，在锅的最上面，稀饭已经冷却，结成了一层硬皮，蚂蚁都可以在上面筑窝。偶尔会有炙热的液体从缝隙里升到表面，冲开稀饭皮，这大约就是地球的火山爆发。而热液在稀饭皮下涌动，造成稀饭皮不断鼓起、落下、移位，大约就是地球的山脉隆起和地震了。  地球内部大抵就是如此。放射性物质沉积到地核，成为热源，加热那里的铁镍等重金属，使之熔化。而最核心处由于压力太大，形成了固体的地核，外面则是液态的外核，负责启动并维持地球的磁场。外核之上是地幔，温度进一步降低，但仍然可以把铁镁硅酸盐岩石软化，地幔中间有很多细细的地幔热柱，岩浆通过热柱不断向上升去；到达地幔顶部后热柱扩张成蘑菇型，平摊冷却后形成玄武岩岩石圈；热柱尾端会继续上升，在固定地方形成热点，当上面岩石圈移动错位，就会喷发成为火山。当然这个过程极为缓慢，时间是以千万年来计算的。地幔内部的热量流动，就像一个巨大的地球引擎，驱动着地表的板块运动及造山、火山及地震等地质活动，甚至地磁现象。  地壳上的板块分为大陆板块和海洋板块，地幔对流涌上来的岩浆在大西洋、太平洋、印度洋等处80000公里长的中洋脊泄露出来，形成玄武岩，以每年2厘米的速度逐渐向两侧扩张，推动海洋板块向大陆板块挺进。由于海洋板块较重，最终会插入大陆板块下面，造成山脉隆起，以及周围地质结构的不稳定，形成火山带、地震带，最著名的就是环太平洋火圈，地球上90%的地震及81%的最强烈地震都发生在这个巨大的火山带上。  随着中洋脊涌出的岩浆不断将海洋板块推向大陆板块，板块插入大陆板块后，隐没到地幔的部分会一直向下俯冲。这就来到了我们今天的重点，这些俯冲进地幔的板块碎片，命运会是怎样的呢？ 由于板块碎片较冷较硬而地幔较热较软，它们会在地幔里逐渐下沉，一直到地幔和地核交界附近被重新加热，与下地幔同化后重新成为地幔的一部分，再次进入循环之中。这个过程大约在两亿年左右，也就是说，从中洋脊涌出的岩浆，来到地球表面形成玄武岩，大约两亿年后，就会在海洋边缘的大陆板块下重新回到地幔，所以海洋地壳大都很年轻，不超过两亿年。  然而，一些研究发现，位于日本和菲律宾附近太平洋地下的一些板块碎片，在地球内部沉降数百公里后，却停在了660公里深的上下地幔交界处，地球引擎就像被它们突然卡住了一样。这是什么原因造成的呢？科学家们百思不得其解。 科罗拉多大学博尔德分校的研究人员利用地震数据，开发了一种真实的计算机模拟方法，来模拟热量和岩石是如何在整个地球内部循环的。结果表明，唯一能够解释这些板块停滞的原因是，在上下地幔之间存在一层薄薄的低粘度岩石。板块碎片到达这里后，开始在这层底粘度岩石上水平滑动，不再沉降，看起来就像地球引擎中出现了一个运转不畅的粘滞点。  这些停滞的板块只出现在亚洲地下，特别是日本东海岸和马里亚纳海沟深处。而北美和南美地下的板块碎片则像通常一样，畅通无阻地向地核前进，研究人员认为原因可能和地面的板块运动有关。他们认为这是相当近期的现象，可能发生在过去2000万年之内；这些碎片也不会一直赖在那里，在水平滑动一段距离后，还是会继续向地核俯冲。 换句话说，这些板块碎片，就相当于地球引擎的扳手，对地球内部热量流动会有小小的阻滞，一旦移开，地球引擎就会继续运转。 这项研究发表在10月1日《自然地球科学》上。 |
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