地幔上升流引起的熔融是洋中脊处产生新洋壳的基础,但控制这一过程的力量仍然不清楚。被动流动模型预测由于离散板块的粘性拖拽作用,地幔上涌是对称的。但是地球物理观测到的非对称上涌不支持这一模型。此外,还观测到集中上升流的中心,这与主动上涌模型一致。在主动模型中,浮力产生聚集对流。 作者使用海底大地电磁技术,对快速扩张的东太平洋海隆(EPR)地幔的电阻率结构进行成像,成像深度达到160公里。结果显示:(1)在20-90公里的深度上存在一个对称的高电导区,这与被动上涌引起的部分熔融一致。可导的部分熔融物质形成的三角形区域与被动流动模型的预测一致。(2)在超过100公里的深度上存在一个另一个可导区,被认为是非对称上涌的结果。 作者最后推测:板块驱动的被动上升流在EPR的这一脊段中占主导地位,可以忽略不计。 对于地球动力学模型的检验离不开深部结构的成像。这里所谓的成像,大多和反演是同一个意思,在该例子中,作者通过MT反演获得地幔的电阻率参数,进而推测地幔上升流的模型。本文的例子,可以看着是海洋地球物理学家在解决问题的一个标准的例子,通过前沿的技术来解决科学的问题。
研究区: EPR
MT反演的电阻率结构 详细内容阅读: Key, K., Constable, S., Liu, L., & Pommier, A. (2013). Electrical image of passive mantle upwelling beneath the northern East Pacific Rise. Nature, 495(7442), 499–502. https://doi.org/10.1038/nature11932 |