一项新的科学研究深入探讨了地球内部动力学如何在宏观尺度上影响我们星球的地形特征，揭示了地幔运动对于塑造地球表面地形的微妙而深远的影响。该研究由Stephenson及其团队进行，并在《地球物理研究杂志：固态地球》上发表，他们构建了前所未有的数据库，为理解地壳与地幔相互作用提供了新的视角。

长期以来，板块构造理论为我们理解山脉、海沟和洋脊等地球表面特征提供了基础，但地表下的故事远比这复杂。Stephenson及其同事们在前人工作的基础上，创建了两个庞大的数据库，这些数据是解开地表形态奥秘的关键。其中一个数据库汇集了全球26,725个地壳厚度测量值及地震波速估算，这是同类数据库中规模最大的。另一个数据库则包含实验室模拟数据，展示了地震波速随温度、密度和压力变化的情况。这些数据结合使用，使得研究团队能够区分地壳和地幔对地形的不同影响，从而识别出所谓的“残余地形”。

研究揭示，地幔内部的温度差异和化学组成不仅限于板块边缘，在板块内部深处同样能引起地形的显著变化。地幔中的热点区域，比如阿法尔-也门-红海地区、北美洲西部和冰岛，因地幔异常高温，形成了高达2公里的地形隆起。相反，在地幔温度较低的区域，如黑海、里海、咸海附近以及东欧平原，形成了深度超过1.5公里的盆地。这些隆起和盆地可以绵延数百乃至数千公里，对地球表面的侵蚀和沉积作用产生重要影响，进而调控着地质历史中关键的地质过程。

更重要的是，这些发现提出了新的见解，可能有助于解释远离板块边界的岩浆活动现象，并为科学家提供了一个窗口，以便更好地理解地球漫长历史中地幔流动对地表地形的隐秘作用。Stephenson等人的研究不仅增进了我们对地球内部运作机制的认识，还可能对预测未来地表变化、评估自然灾害风险以及资源勘探等方面产生深远影响。

综上所述，这项研究表明地幔的动态不仅限于推动板块运动，其内部的温度和化学结构差异也在以一种更为细腻的方式，塑造着地球表面的景观，进一步证明了地球科学中地表形态与深部过程之间复杂的相互作用

by Rachel Fritts, American Geophysical Union

原文链接：https://phys.org/news/2024-05-mantle-movements-earth-surface.html

More information: Simon N. Stephenson et al, Continental Residual Topography Extracted From Global Analysis of Crustal Structure, Journal of Geophysical Research: Solid Earth (2024). DOI: 10.1029/2023JB026735

Journal information: Journal of Geophysical Research: Solid Earth