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(tuán)隊(duì)用定量地球動(dòng)力學(xué)模型揭示出,青藏高原持續(xù)生長核心動(dòng)力源來自從南向北的“地幔風(fēng)”。該“地幔風(fēng)”北向推動(dòng)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(dòng)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?yàn)榇饲翱茖W(xué)研究已經(jīng)證實(shí),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(xiàng)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(gè)謎團(tuán),研究團(tuán)隊(duì)利用定量地球動(dòng)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(dòng)力學(xué),并涵蓋數(shù)億年的時(shí)間跨度,從而系統(tǒng)性了解地幔的運(yùn)動(dòng)形式和動(dòng)力來源。該研究團(tuán)隊(duì)最終在分析模擬結(jié)果時(shí)有了重大發(fā)現(xiàn),地球深部存在強(qiáng)大橫向物質(zhì)流動(dòng)——“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(dòng)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(qiáng)大力量。

該項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)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(qiáng)變化,并在青藏高原下方形成一個(gè)低壓中心,壓強(qiáng)變化驅(qū)動(dòng)著青藏高原周圍的上地幔從遠(yuǎn)到近的匯聚,進(jìn)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(dòng)力學(xué)的理解。科學(xué)團(tuán)隊(duì)識(shí)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。(記者吳文詡)