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一種說明地球內部物質運動和解釋地殼或岩石圈運動機制的假說。它認為在地幔中存在物質的對流環流。在地幔的加熱中心,物質變輕,緩慢上升,到軟流圈頂轉為反向的平流,平流一定距離后與另一相向平流相遇而成為下降流,繼而又在深處相背平流到上升流的底部,補充上升流,從而形成一個環形對流體。對流體的上部平流馱著岩石圈板塊作大規模的緩慢的水平運動。在上升流處形成洋中脊,下降流處造成板塊間的俯衝(見俯衝作用)和大陸碰撞。

1 地幔對流說 -地幔對流說

 

2 地幔對流說 -正文

  
  1928年英國地質學家A.霍姆斯認為地幔對流的上升流處地殼裂開,形成新的大洋底,對流的下降流處地殼擠壓形成山脈。1939年D.T.格里格斯提出,由於岩石熱傳導不良,放射熱的聚集使地幔下層升溫、膨脹、變輕而產生升流,導致對流。60年代後期板塊構造學建立以後,地幔對流運動被普遍認為是板塊運動的驅動力。
  地球岩石圈下的軟流圈有10%的融熔體。岩石圈以下的固體地幔因高溫高壓而表現為象粘滯液體一樣的韌性,並能產生流動。地幔中因放射性同位素蛻變產生熱而加溫,密度變小,系統中勢能加大。於是輕物質向上,重物質向下運動,以便達到最低位能的穩定狀態,這就是地幔對流。地幔對流的速度非常慢,其上升流可持續幾千萬年到幾億年。理論研究表明,引起板塊運動的對流可以限制在軟流圈裡。也有人認為對流存在於岩石圈以下的所有上地幔或整個地幔。地幔對流引起地球表面、核-幔界面以及其他可能存在的化學成分圈層界面的動力成因的形狀起伏,從而產生一種動力均衡。地球表面表現為板塊構造現象的全球性起伏就是這種動力均衡的顯示。
  地震波速的各向異性的發現,以及由此提出的地幔對流引起晶體定向排列的假說,十分有力地支持了地幔對流說。地震震源的下界(670~680公里深)與相變深度相符,俯衝板塊可達這樣的深度而不變形,有利於對流在整個地幔中進行的觀點。但是,因為熱而引起的地幔對流的特徵和細節並未完全闡明,因為地幔的組成和熱結構還有許多未明了的問題。
  W.J.摩根在20世紀70年代提出了一種單軸羽狀地幔對流模式。對流體以每年幾厘米的速度從地幔底部升起,達到岩石圈底又向下進入外圍的地幔,形成以升流為軸心,降流在外的圓筒狀對流體。升流所對著的地殼區域就是熱點(見熱點和地幔柱)。
  參考書目
 Edwin S. Robinson, Basic Physical Geology,JohnWiley & Sons,Inc.,New York,1982.
 Bradford H.Hager and Micheal Gurnis,Mantle Convection and the State of the Earth's Interior,Reviews of Geophy sics,Vol.25,No.6,American Geophysical Union,Washing ton,D.C.,1987.

 

3 地幔對流說 -配圖

 

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