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每日科技名词|地幔对流

 wxsjbcf 2022-08-05 发布于山东

mantle convection

定义:地幔物质由于放射性物质衰变等原因,热量增加密度减小,形成热物质流上升,到达岩石圈底部再向不同方向分别流动,随着温度的下降,又转向地幔内部运动的过程。

学科:海洋科学_海洋地质学、海洋地球物理学、海洋地理学和河口海岸学

相关名词:大陆漂移 海底扩张 地幔柱 塑性流动

【延伸阅读】

地幔是位于地壳和地核之间的地球中间圈层,厚度在2800千米以上,占地球总体积的82%。地幔被认为以对流的形式驱动着地球运行,是地震、火山和大陆漂移的原因。地幔对流理论是人类为探究地表物质运动的深部原因而提出的理论假说。早在1881年,费希尔在《地壳物理学》一书中就提出了地幔中可能存在着对流的观点,以尝试解释火山和造山的成因,曾一度被视为无稽之谈。20世纪30年代,英国地质学家霍姆斯试图以地幔对流来解释大陆漂移的驱动机理。直至20世纪60年代,随着板块构造理论的确立,地幔对流的观点才被地质学家广泛接受,并成为海底扩张、板块移动以及地幔柱形成的重要机制。

地幔由巨厚的炽热硅酸盐矿物组成,由于其内部存在密度和温度的差异,导致地幔物质可以一定程度上发生塑性流动。地幔对流是一个复杂的巨型系统,它既是一种热传导方式,又是一种物质流的运动。地幔对流是一个缓慢而长期的过程,对流活动的时间可达几千万年,甚至几亿年,对应着全球构造板块的分散聚合。

地幔对流的模式还有多种争议,地幔对流可能是从核幔边界上升至岩石圈底部,形成全地幔对流环;也可能是分层对流,即上、下地幔分别形成对流环;抑或是混合对流模式,全地幔与分层对流兼而有之的。近年来地震层析和地球化学研究成果已证实了地幔中的流变现象,但对地幔对流的过程与机制依然远未认识清楚。

(延伸阅读作者:自然资源部第一海洋研究所 赵强博士)

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