太平洋島鏈和海底山脈彎曲？

對發生在約5千萬年前、位于太平洋海底的地幔流動的重建表明靠近東亞的“伊耶那岐”( Izanagi ，日語：イザナギ) 板塊的下沉，使地幔流向反轉。研究人員發表在3月24日《地球物理研究快報》（Geophysical Research Letters）的在線報告說，這一U型的地幔彎曲可能導致地幔停止流動——使得構筑海底山脈的熱柱靜止下來。他們的結論是：當地殼在地幔上方向西移動時，突發的停滯可能導致了夏威夷-皇帝海山鏈的120度劇烈扭絞。

之前，科學家一直認為，是太平洋板塊在巖漿噴涌的熱點處的突發漂移運動產生了皇帝海山與夏威夷海山連接處的彎曲。發表在3月27日《地質》（Geology）雜志上的一篇相關論文中，研究人員計算出，在上述海底山脈鏈變彎曲時，太平洋板塊的運動方向沒有顯著改變。

來自伊利諾依大學厄巴納-香檳分校的地質動力學家劉利軍（音）表示，這兩個發現共同表明，最初認為的這個彎曲的成因并不太準確。“這兩份論文可能事實上解決了這一曠日持久的爭論。”他說，“這是兩份有力的、各自獨立的證據，它們表明夏威夷-皇帝海山彎曲意味著深層地幔，而不是地表板塊的運動。”

“夏威夷熱點”是地幔中將巖漿從靠近地核的地方運送到地表的管狀通道。在長達8千萬年之久的時間里，來自該熱點的熔融巖石筑起一條橫跨太平洋綿延5800千米的海底山脈及島嶼。海底山脈鏈最初向南延伸，距今約5千萬年左右再突然東拐。

在海底山脈拐彎前的約1千萬年，東亞海岸以外的一個板塊已經消亡。那時，伊耶那岐版塊完全滑落到另一版塊下面并進入地幔中。悉尼大學的地質動力學家瑪麗婭·茜頓和她的同事們想知道版塊的驟降是如何影響地表下地幔的運動的。在版塊消亡之前，沉降的巖板在地幔中像一堵厚厚的墻，阻止了地幔的流動。

通過模擬地幔與沉降版塊的相互作用，研究人員計算出，是阻止地幔運動的伊耶那岐版塊的移除觸發了7百萬年前太平洋海底地幔運動的重組。在模擬過程中，地幔的流動來了一個大轉彎，從以每年0.5-1.7厘米的速度向南流動，變為更加緩慢的、以每年0.1-1.1厘米的速度向東北移動。由于“夏威夷熱點”座落于地幔中，反向的地幔流動終止了該熱點向南漂移、卻沒有強大到足以將其向東北推移。在太平洋版塊向西漂移經過其上方時，該熱點保持不動。結果是，夏威夷海山鏈向東擴張。

在另一項獨立研究中，來自悉尼大學的地質科學家尼基?萊特和其同事們（包括茜頓）采用地質數據追溯了數千萬年前太平洋版塊的運動。他們揭示出，雖然“伊耶那岐”版塊的最終消亡導致了太平洋板塊進一步向西漂移，但該過程過于緩慢，不足以造成夏威夷-皇帝海山鏈的尖銳彎曲。

“長久以來，科學家們一直認為，這一顯著的彎曲是因為太平洋版塊更改了方向，”來自悉尼大學、共同發表了相關研究成果的地質動力學家迪特瑪爾·繆勒說，“而我們此刻能夠表明：是地幔而不是板塊改變了其運動方向。”

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（翻譯：燈塔與小舟；校對：嵌段共聚物、無窮的探索；via sciencenews）

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