地球上的大陸可以聚集在一起形成超大陸，超大陸可以通過(guò)一個(gè)被稱為大陸漂移的假設(shè)過(guò)程，分裂成大小不等的碎片散布在全球各地。大陸漂移假說(shuō)在60年的爭(zhēng)論后幸存下來(lái)，并發(fā)展成為具有無(wú)可置疑和無(wú)可辯駁證據(jù)的強(qiáng)有力的板塊構(gòu)造理論。這種敘述性的說(shuō)法在科學(xué)界是大家都熟悉和接受的，但是科學(xué)家們?cè)谟懻摯箨懛至训脑驎r(shí)有所不同。一些人主張地幔柱，特別是超地幔柱是成因（“自下而上”），而另一些人則強(qiáng)調(diào)板塊構(gòu)造是成因（“自上而下”），還有一些人認(rèn)為兩者都是必要的。

在這篇論文中，作者提供了一個(gè)容易理解的地質(zhì)分析，對(duì)板塊構(gòu)造和地幔柱的可能驅(qū)動(dòng)機(jī)制，認(rèn)為大陸分裂是板塊構(gòu)造的直接后果，而不需要地幔柱。地幔柱，如果需要的話，可能在裂谷早期有幫助，但不能導(dǎo)致完全分裂，更不用說(shuō)推動(dòng)破碎大陸的遠(yuǎn)距離擴(kuò)散。

熱損失驅(qū)動(dòng)地球進(jìn)程：我們常說(shuō)地球內(nèi)部的熱量為大多數(shù)地質(zhì)過(guò)程提供動(dòng)力，但確切地說(shuō)，動(dòng)力機(jī)制是地球?qū)Φ乇淼臒崃繐p失。這可以理解，因?yàn)橄鄬?duì)于地球的深部?jī)?nèi)部，淺層地幔很容易失去熱量，使淺層地幔物質(zhì)冷卻、致密，并由于重力而趨于下沉，同時(shí)也由于重力而使溫暖的深部地幔物質(zhì)位移上升，形成亞瑟·霍姆斯（Arthur Holmes，1931）提出的經(jīng)典地幔對(duì)流電流回路。盡管這張對(duì)流流圖過(guò)于簡(jiǎn)單化，而且我們今天所理解的可能是不正確的，但它仍然正確地描述了地球冷卻產(chǎn)生的熱對(duì)流的概念。

對(duì)流是一種由壓差驅(qū)動(dòng)的質(zhì)量運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。在地球引力場(chǎng)中，由于任意給定深度處的密度對(duì)比，壓差由浮力對(duì)比控制。成分差異和溫度差異都會(huì)產(chǎn)生密度差異，從而產(chǎn)生浮力對(duì)比，從而導(dǎo)致地幔在不同尺度上的對(duì)流。熱對(duì)流要求存在較大溫度對(duì)比的熱邊界層（TBLs）。目前的理解是地球上有兩個(gè)熱邊界層。頂部低溫?zé)徇吔鐚樱═CTBL）是巖石圈板塊，它冷卻地幔并驅(qū)動(dòng)板塊構(gòu)造。基底熱邊界層（BHTBL）位于地核-地幔邊界，它冷卻地核，并形成地幔柱（Davies and Richards，1992，Davies，1993，Davies，1999，Bercovici et al.，2000，Niu，2005a，Niu，2014，Niu，2018）。有些人可能認(rèn)為660公里的地震不連續(xù)（即600-D），即上地幔下邊界，是一個(gè)TBL，但這不太可能，因?yàn)?60-D的熱傳遞（或熱“均一化”）是通過(guò)“對(duì)流”過(guò)程有效完成的，全球許多俯沖板塊滲透到下地幔就證明了這一點(diǎn)。同樣，質(zhì)量平衡也需要同樣數(shù)量的下地幔物質(zhì)上升到上地幔。因此，660-D不是TBL。地幔過(guò)渡帶中的板塊在660-D以上的某些地方的停滯可能會(huì)阻止這些板塊的局部質(zhì)量和熱交換，但它們不是永久性特征，肯定不是熱源，而是熱沉。因此，660-D不是產(chǎn)生異常熱羽流的TBL。

板塊構(gòu)造與地幔冷卻：當(dāng)下伏軟流圈因板塊分離而上升并經(jīng)歷減壓熔融時(shí)，洋殼在洋脊處形成（例如，McKenzie&Bickle，1988）。這樣產(chǎn)生的玄武巖熔體，在提取時(shí)，用留在地幔中的橄欖巖殘余建造海洋地殼，增加海洋巖石圈板塊的新生長(zhǎng)（例如，Niu，1997）。這些板塊的運(yùn)動(dòng)、它們的沉降和熱縮作用隨時(shí)間而變厚，以及它們通過(guò)俯沖帶最終進(jìn)入地球深部的循環(huán)，提供了冷卻地幔的有效機(jī)制，這就是板塊構(gòu)造的工作原理，也被理解為地幔熱對(duì)流的主要驅(qū)動(dòng)力（例如，F(xiàn)orsyth和Uyeda，1975年，Parsons和McKenzie，1978年，Davies和Richards，1992年；Stein和Stein，1996年；Niu和Green，2018年）。盡管這一點(diǎn)已被充分理解，但在討論推動(dòng)海底擴(kuò)張和板塊構(gòu)造的實(shí)際力量時(shí)，仍然存在不同的觀點(diǎn)，這些因素在很大程度上受到牛（2014）所討論的舊教科書(shū)的影響。事實(shí)上，F(xiàn)orsyth和Uyeda（1975）的觀測(cè)數(shù)據(jù)是充分的信息，盡管這些數(shù)據(jù)還沒(méi)有得到充分的理解。我在圖3中繪制這些數(shù)據(jù)，以說(shuō)明這些數(shù)據(jù)在可能驅(qū)動(dòng)板塊運(yùn)動(dòng)和板塊構(gòu)造的主要/主要力方面的重要性，即板塊拉力（FSP）、脊推（FRP）和板塊基底阻力（FBD）。

地幔柱與地核冷卻（？）

地幔柱假說(shuō)是由于需要解釋板塊內(nèi)部發(fā)生的巖漿作用，如夏威夷火山作用，而板塊構(gòu)造理論無(wú)法解釋。威爾遜（1963）首先將夏威夷等板塊內(nèi)火山稱為“熱點(diǎn)”，具有相對(duì)固定的深源，比移動(dòng)的太平洋板塊更深，因此不受其影響。Morgan（1971）進(jìn)一步提出熱點(diǎn)是來(lái)自核幔邊界（CMB）的地幔熱柱的表面表現(xiàn)。地幔柱假說(shuō)后來(lái)被廣泛接受來(lái)解釋板內(nèi)巖漿作用，特別是在實(shí)驗(yàn)（如Campbell&Griffiths，1990）和數(shù)值（Griffiths&Campbell，1990）模擬之后，認(rèn)識(shí)到大型火成巖?。↙IPs）是在CMB開(kāi)始并在上升過(guò)程中吸積的巨大地幔柱的產(chǎn)物。地幔柱形成的嘴唇是海洋盆地中的海洋高原和陸地上的泛濫玄武巖。然而，我們應(yīng)該注意到，關(guān)于地幔柱是否確實(shí)是由于地球的冷卻而存在，或者它們的存在是否純粹是為了便于解釋某些地球現(xiàn)象（Anderson，1994，Anderson，2004，F(xiàn)oulger and Natland，2003，Niu，2005a，Davies，2005，F(xiàn)oulger，2005，F(xiàn)oulger，2010，坎貝爾，2005年，坎貝爾和戴維斯，2006年）。為了解決這場(chǎng)爭(zhēng)論，牛等人。（2017）提出，檢驗(yàn)地幔柱假說(shuō)的有效方法是通過(guò)在理想地點(diǎn)鉆探，查明堪察加-鄂霍次克海基底的組成。這是因?yàn)?，如果地幔柱確實(shí)如所建議的那樣起源于CMB，則需要一個(gè)巨大的地幔柱將材料從深地幔帶到地表。然而，經(jīng)典的夏威夷地幔柱似乎沒(méi)有一個(gè)遺傳相關(guān)的地幔柱產(chǎn)品，如嘴唇?？安旒?鄂霍次克?；缀芸赡苁窍耐牡蒯Ｖ^部產(chǎn)物（Niu等人，2003）。值得一提的是這里的爭(zhēng)論，但我們集中在地幔柱假說(shuō)的基本假設(shè)和物理基礎(chǔ)上，以便翔實(shí)地評(píng)估地幔柱是否可能是導(dǎo)致超大陸解體和擴(kuò)散的必要因素。