由于超级大陆盘古大陆，地幔被分成两半

地幔分为两个区域——非洲和太平洋——是超大陆盘古大陆分裂时出现的。

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一项新的研究发现，地球的地幔被太平洋火环一分为二，这是一种古老的分裂，反映了超级大陆盘古大陆的形成和毁灭。

这些部分之一包含了地球的大部分陆地。它被称为非洲版图，从亚洲和澳大利亚东海岸延伸，穿过欧洲、非洲和大西洋，一直延伸到北美西海岸。另一部分是太平洋域，涵盖太平洋。根据新的研究，在非洲域下，地幔充满了许多元素及其变体（称为同位素），其多样性远远高于太平洋域。

研究合著者、澳大利亚科廷大学地球和行星科学高级研究员卢克·杜塞特 (Luc Doucet) 告诉《生活科学》杂志，这反映了大约过去 10 亿年的最后两次超级大陆周期。在那个时期，有两个超级大陆：首先是罗迪尼亚大陆，形成于约12亿年前，分裂于约7.5亿年前，盘古大陆形成于约3.35亿年前，分裂于约2亿年前。

杜塞特说：“我们今天观察到的基本上是从罗迪尼亚到盘古大陆的过渡，然后是盘古大陆分裂期间发生的事情。”

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这些超级大陆在现在的非洲领土上聚集在一起。当海洋在它们之间闭合时，洋壳滑入大陆之下——这一过程被称为俯冲——有时会拖拽大陆岩石一起下沉。杜塞解释说，这将大陆地壳中的元素和同位素拉入正在发展的超大陆下方的地幔中。

一旦超级大陆聚集起来，这条地质传送带就会以稍微不同的形式继续存在：罗迪尼亚边缘的海洋地壳，以及后来的盘古大陆，俯冲到大陆地壳之下，再次侵蚀一些大陆岩石，形成构造板块 一起接地。杜塞特说，这产生了漏斗效应。

“你把一切都集中在超级大陆下面，”他说。

Doucet 和他的团队于 10 月 18 日在《自然地球科学》杂志上报道，即使在盘古大陆分裂之后，这些特征仍然存在于深层和浅层地幔中。在 2020 年对深部地幔岩浆的后续研究中，杜塞特和科廷大学名誉教授Zheng-Xiang Li重点研究了深部地幔浅层岩浆。新的研究。他们检查了来自洋中脊的 3,983 个样本的化学成分，这些洋中脊的构造板块正在分开，来自浅地幔的岩浆正在渗出并硬化成火山岩或玄武岩。

然后研究人员使用机器学习来比较来自世界各地和同一时期的玄武岩的元素和同位素组成。与来自深层地幔源头的岩浆一样，他们发现浅层地幔被分成非洲和太平洋区域。

杜塞特说，这些发现为连接地幔和地表的过程提供了更多线索。超大陆分裂的原因尚不完全清楚，但人们认为，这涉及到从被称为大型低剪切速度省（LLSVP）或地幔“斑点”的深层地幔区域升起的炽热地幔物质。有两个斑点：一个位于太平洋域以下，一个位于非洲域以下。

杜塞特说：“地幔域的成分不仅反映了地表发生的情况，也反映了深层发生的情况。”了解这些过程可以帮助地球科学家查明有用的地幔物质可能集中的地方，特别是稀土元素，它们是我们日常使用的大多数技术所必需的金属元素。板块构造过程还负责将碳和锌等对生命至关重要的元素从地球深处循环到地表，这表明活跃的行星对于生命的发展和维持非常重要。

杜塞特说：“地球是迄今为止我们所知道的唯一具有板块构造的行星，我们想了解整个系统是如何运作的以及为什么它如此奇特。”