近期，來自中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理所的科學(xué)家團隊用定量地球動力學(xué)模型揭示出，青藏高原持續(xù)生長核心動力源來自從南向北的“地幔風(fēng)”。該“地幔風(fēng)”北向推動印度板塊和亞歐板塊的南緣持續(xù)碰撞，從而導(dǎo)致青藏高原幾千萬年以來的擠壓和隆升。該研究已發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》。
“學(xué)術(shù)界一直在研究，到底是什么力量如此持久地推動印度板塊向北漂移，并且還能克服青藏高原加厚地殼形成的巨大反推阻力。在傳統(tǒng)的板塊構(gòu)造理論中，俯沖板片的拉力和大洋中脊的推力，均無法解釋這種持續(xù)幾千萬年的劇烈構(gòu)造演變現(xiàn)象。因為此前科學(xué)研究已經(jīng)證實，大洋板片拉力在印度板塊和亞歐板塊碰撞系統(tǒng)中并不存在。”該研究項目負(fù)責(zé)人、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員劉麗軍說。
劉麗軍介紹，為了解開這個謎團，研究團隊利用定量地球動力學(xué)模型開展研究，這種方法可以模擬全球尺度的地幔動力學(xué)，并涵蓋數(shù)億年的時間跨度，從而系統(tǒng)性了解地幔的運動形式和動力來源。該研究團隊最終在分析模擬結(jié)果時有了重大發(fā)現(xiàn)，地球深部存在強大橫向物質(zhì)流動——“地幔風(fēng)”。它的流速超過上覆的印度板塊速度，從而對印度板塊底部施加向北拖曳力，這種拖曳力非常巨大，足以與傳統(tǒng)上被認(rèn)為是板塊構(gòu)造主要驅(qū)動力的大洋板片拉力相媲美，且能夠滿足抬升青藏高原所需的強大力量。
該項目研究團隊進一步分析指出，前期俯沖的新特提斯洋板片和伊邪那岐—太平洋板片在沉入下地幔的過程中，對上地幔造成巨大橫向壓強變化，并在青藏高原下方形成一個低壓中心，壓強變化驅(qū)動著青藏高原周圍的上地幔從遠到近的匯聚，進而形成“地幔風(fēng)”。
“地幔風(fēng)”演示圖(受訪對象供圖)
劉麗軍表示，此次“地幔風(fēng)”的科學(xué)發(fā)現(xiàn)有助于重塑對板塊構(gòu)造理論和大陸動力學(xué)的理解?？茖W(xué)團隊識別出的位于印度板塊下方的北向地幔流，也僅僅是以青藏高原為中心的更大規(guī)模地幔匯聚流的一小部分。“地幔風(fēng)”新理論未來可能對一系列未知的區(qū)域地理現(xiàn)象作出合理科學(xué)解釋，例如東亞俯沖板片向內(nèi)陸漂移上千公里、西太平洋弧后盆地的形成以及澳大利亞板塊的快速北移等。(吳文詡)
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