一项近日发表于《自然-地球科学》的研究发现了新证据，表明非洲下方地幔深处的熔融岩石正以周期性脉冲的形式向上涌动。这些脉冲正逐渐将非洲大陆撕裂，并形成一片新海洋。

研究显示，埃塞俄比亚阿法尔地区下方存在一股地幔热柱，其向上涌动的节奏如同心脏跳动。研究团队发现，地幔深处热物质的上涌过程会受到上方地壳的巨大固态板块的强烈影响。数百万年来，当地壳板块在阿法尔这样的裂谷带被拉开时，它们会像软橡皮泥一样拉伸变薄，直至破裂。这种破裂标志着新海洋盆地的诞生。

埃塞俄比亚阿法尔地区尔塔阿雷火山喷出的活跃熔岩流。图片来源：Derek Keir

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论文通讯作者Emma Watts在英国南安普顿大学进行了这项研究，现在在英国斯旺西大学工作。她表示：“我们发现阿法尔下方的地幔并非均匀或静止，而是会产生脉冲，且这些脉冲具有独特的化学特征。部分熔融的地幔上升脉冲会被上方的裂谷板块引导。这对我们理解地球内部与地表的相互作用至关重要。”

阿法尔地区是地球上罕见的三大裂谷交汇带，埃塞俄比亚主裂谷、红海裂谷和亚丁湾裂谷在此汇聚。长期以来，地质学家推测该区域下方存在地幔热上涌——有时被称为热柱，推动着地壳扩张及未来海洋盆地的形成。但此前人们对这种热柱的结构，及其在裂谷板块下方的活动机制知之甚少。

研究团队从阿法尔地区及埃塞俄比亚主裂谷采集了130多份火山岩样本，并结合现有数据与先进统计模型，探究地壳和地幔的结构及其包含的熔体。结果显示，阿法尔下方存在一股不对称的单一热柱，其化学条带在裂谷系统中重复出现，如同地质条形码。这些条带的间距因各裂谷臂的构造条件而异。

论文作者之一、南安普顿大学的Tom Gernon指出：“化学条带表明热柱像心脏一样跳动。这些脉冲的表现似乎随板块厚度和拉伸速度而变化。在红海这种扩张较快的裂谷中，脉冲传播更高效、更有规律，如同通过狭窄的动脉。”

研究表明，阿法尔下方的地幔热柱并非静态，而是动态的，且对上方构造板块作出响应。论文作者之一、南安普顿大学与意大利佛罗伦萨大学的Derek Keir表示：“我们发现，地幔深处上涌的演化与上方板块运动密切相关。这对解释地表火山活动、地震活动及大陆分裂过程具有深远意义。”

“研究显示，地幔热柱可在构造板块底部下方流动，并促使火山活动集中于板块最薄处。后续研究将探索它在板块下方的发生机制及速率。”Keir补充说。

Watts强调：“与10家机构具有不同专业知识的研究人员合作至关重要，这是解开地球表面下的发生过程并将其与近期火山活动关联的关键。若不综合运用多种技术，就难以窥见全貌，如同拼拼图时缺少碎片。”

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41561-025-01717-0