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板塊構(gòu)造(plate tectonics)是被廣泛接受的理論,地殼被分成幾個部分在地幔(mantle)上浮動,板塊是介于核心和地殼之間的大部分固體層。 但自從這項理論在1950年代首次被接受以來,它們的移動一直是科學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,相當于指甲的生長速度。當彼此用力擠壓通過時,稱為轉(zhuǎn)形板塊邊界(transform plate boundary),可以引發(fā)地震。 當彼此分離時,稱為分離邊界(divergent boundary);在那里會噴出巖漿,然后可以形成火山。 有時候,當彼此正面相遇時,一塊板塊開始向上移動形成山脈,而另一塊板塊則被推向下而熔化。這是聚合邊界(convergent boundary)。 幾十年來科學家一直想知道這些板塊是受到地幔影響而被動地移動,還是因為本身主動地移動,拖著地幔一起動。 一項在科學進展(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力學(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張構(gòu)造板塊邊界,并且還形成在地表下方地幔流動的模型。 在觀察期間他們做出結(jié)論,東太平洋隆起的移動無法完全被地殼隱沒(subduction)所解釋。當一塊板塊在另一塊板塊下方移動時,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。 估計有50%的板塊運動是由這個熱所造成的,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、芝加哥大學的地球物理科學專家大衛(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力學(heat-to-plate dynamics)對重大的深層地幔作用的強烈支持?!?/p> “來自地幔底部的熱,對于地幔中的熱流強度以及因而產(chǎn)生的板塊構(gòu)造,有相當重要的貢獻?!?/p> 當在地幔上的殼被加熱時,會降低物質(zhì)的密度,造成它能夠浮起,導致它透過地幔隆起。 板塊也在表面冷卻,產(chǎn)生所謂的負浮力(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。 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)生一種攪拌運動(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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