電影《哪吒之魔童鬧?！奉A(yù)告片截圖

看過(guò)《哪吒之魔童鬧?！返牟簧儆^眾想必對(duì)海底龍宮坍塌、無(wú)數(shù)海妖從巖漿中涌出、大體量巖漿交互的鏡頭印象深刻。事實(shí)上，從科學(xué)的角度來(lái)看，海底巖漿的形成與地幔柱這一神奇的地質(zhì)現(xiàn)象息息相關(guān)。

地球深處的熾熱塑性流

地幔柱，聽起來(lái)就像是從地球深處升起的神秘力量。事實(shí)上它正是如此。地幔柱是地球地幔中上升的熾熱塑性流，這些熱塑性流由于溫度較高、密度較低，會(huì)向地表上升，形成一根根從地球深部地幔延伸至地殼的“熱柱子”。想象一下，地球就像是一個(gè)巨大的烤爐，地幔柱就是那不斷翻滾上升的熱浪。由于地幔柱的溫度較高、密度較低，它以強(qiáng)大的力量推動(dòng)著周圍的物質(zhì)向地表上升，直至形成火山。

在科學(xué)界，地幔柱是如何形成的，一直是個(gè)復(fù)雜且尚未完全解決的謎題。對(duì)此，科學(xué)家提出了多種假設(shè)，試圖揭開地幔柱啟動(dòng)的神秘面紗。其中，一種較為廣泛接受的觀點(diǎn)是，地球的外核與地幔之間的邊界可能存在熱異常區(qū)域。這些區(qū)域的溫度異常高，足以讓地幔物質(zhì)部分熔融，從而形成地幔柱。

地幔柱的形成與地球內(nèi)部的物質(zhì)循環(huán)和熱量傳遞密不可分。它就像是一臺(tái)巨大的地球內(nèi)部發(fā)動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)著地幔對(duì)流、地殼運(yùn)動(dòng)等地球內(nèi)部動(dòng)力學(xué)過(guò)程。同時(shí)，地幔柱的啟動(dòng)還與地球歷史上的重大地質(zhì)事件緊密相連，比如大陸裂解、火山噴發(fā)、生物滅絕等。

地球的“活化石”

地幔柱是如何影響地球的呢？

首先，地幔柱的形成往往伴隨著劇烈的火山活動(dòng)。這些火山噴發(fā)時(shí)會(huì)釋放出大量的二氧化硫和二氧化碳?xì)怏w。二氧化硫雖然只會(huì)在大氣中短暫停留數(shù)天或數(shù)周，但它會(huì)帶來(lái)短期的溫室效應(yīng)，影響全球氣候。而二氧化碳則更加持久，可以在大氣層中殘留數(shù)千年，對(duì)全球氣候產(chǎn)生長(zhǎng)期影響。更重要的是，二氧化硫還能顯著延長(zhǎng)硫酸鹽氣溶膠的停留時(shí)間，從而延長(zhǎng)其所帶來(lái)的降溫影響。

除了對(duì)氣候的影響外，地幔柱還通過(guò)引發(fā)大陸裂解、驅(qū)動(dòng)板塊運(yùn)動(dòng)等方式，對(duì)地球的地質(zhì)環(huán)境和構(gòu)造演化產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

凱爾蓋朗地幔柱是地球上最顯著的、仍然在活動(dòng)的地幔柱之一。它與大火成巖省的形成密切相關(guān)，對(duì)理解地球的地質(zhì)歷史和內(nèi)部過(guò)程具有重要意義。

大火成巖省，這個(gè)聽起來(lái)有些陌生的名詞，其實(shí)是地幔柱活動(dòng)的重要產(chǎn)物。它們通常伴隨著大量的巖漿噴發(fā)，形成廣袤的火山巖區(qū)域。這些大火成巖省往往蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源，如銅、鐵、金等。這些礦產(chǎn)資源的開發(fā)對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展至關(guān)重要。因此，研究凱爾蓋朗地幔柱及其相關(guān)的大火成巖省，不僅有助于我們更好地理解地球的地質(zhì)歷史和內(nèi)部過(guò)程，還能為資源開發(fā)提供重要依據(jù)。

此外，凱爾蓋朗地幔柱的研究還與人類的生活密切相關(guān)。東岡瓦納大陸的裂解和漂移就是地幔柱活動(dòng)的重要結(jié)果之一。這一過(guò)程導(dǎo)致了全球海陸格局和地貌格局的重大變化，進(jìn)而引發(fā)了洋流和大氣環(huán)流的重新改組。這些變化對(duì)全球氣候產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，也直接影響了人類的生活環(huán)境和自然資源分布。

總之，地幔柱這一神奇的地質(zhì)現(xiàn)象不僅揭示了地球內(nèi)部的奧秘，還對(duì)人類的生活和未來(lái)發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。通過(guò)研究地幔柱的啟動(dòng)機(jī)制、活動(dòng)規(guī)律以及其對(duì)地球環(huán)境和資源的影響，可以更好地理解地球的歷史和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，這些研究成果也將為人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供重要支撐和保障。

（作者系中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所研究員）