很多小伙伴玩家都不太清楚超级地幔柱大灭绝，西伯利亚地幔柱灭绝事件，那么今天解雕侠小编给大家带来一篇 相关的文章，希望大家看了之后能有所收获，最后请大家持续关注我们！
作者：溯鹰而上
自远古以来，地球自身的演化在多方面塑造了有利条件，使生命得以诞生和发展。 但是，科学家从远古时代带回来的数据，丝毫不会因人们的自私而改变。 自5.4亿年前生物大爆发以来，几乎每一次大型灭绝发生时，人们都能在当时地层中找到巨大岩浆溢出灾害的阴影。 我不敢相信这只是个巧合。
岩浆溢流的灾难听起来令人震惊，但它本身也不过是一种地质现象，追根溯源，其背后到底是什么样的地球伟力在推动着它呢？ 为此需要新的地底旅行。
在板块构造学深入人心的今天，这趟旅行将为大家呈现出截然不同的地球动力学图景。 虽然鲜为人知，但这关系到地球上所有生命的生死存亡。 它深入行星内核，横穿地球半径，破坏地表，造成岩浆奔流。 这就是今天我们故事的主角——站在地底的宏伟巨杵，地幔柱( Mantle Plume )。
板块构造的增补结束
地球是“什么”早就明确了，那就是“如何工作”？
从韦格纳( Alfred Lothar Wegener )开始“漂浮”大地以来，在大约一个世纪的时间里，我们脚下最外面的这个物质——地坛，其实不是一块木板，而是七块木板。 也就是说，能合、能拆、能折、能拆的我们生活在这样的七巧板里，肯定有可能是板块的拼合，也有可能是板块的离散导致彼此——。 这就是众所周知的板块构造学说。
实际上，在维格纳提出板块漂移学说之前的1858年，法国地理学家安东尼奥斯奈德佩莱格里尼( Antonio Snider-Pellegrini )画了一幅关于大西洋形成的插图。 图片来源： wiki commons
但是，当时的人们不得不承认，板块构造以来一直笼罩着乌云。 这个学说的全部内容都是建立在“地坛刚性”预设之上的。 换言之，板块之间的力，只作用于板块的边缘，其内部不应该有大规模的地质活动。 但人们在稳定板块内部发现了确实与预测完全不一致的活跃行为——，如夏威夷剧烈火山，如黄石公园喷发，又如2亿多年前西伯利亚岩浆溢出。 这些地质运动在强度和影响效应上，与板块构造下的火山弧、造山带等典型现象相媲美，不是可忽略的误差选择。
距离板块构造理论还不到十年，摩根( William Jason Morgan )教授就开创性地指出，对于地球动力学来说，板块构造其实并不是完整性的描述，而只是其行为之一。 在同一个地幔内部，其实等价地存在着两个完全不同的动力学形象：
地幔软流圈像传送带一样横向循环，乘着板块在世界上漂浮，以动能的形式消耗行星内核的辐射热。 这是其运动行为之一，众所周知是板块构造。
当地地幔以纵向非平移行为工作时，情景完全不同。 在地核的加热下，离地核最近的地幔的一部分形成上升的热柱——，像烟囱里的滚滚浓烟。 在流动的地幔中垂直上升，对板块结构的“传送带运动”几乎没有影响，也不会发生干扰。 这是又一种运动行为。 而且，这种行为的主体是这里所说的地幔柱。
地幔柱结构示意图：蓝色实心球为地核。 虚线的透明部分包括从地幔到地坛的范围。 黄色的部分是地幔柱。 颜色表示热异常的比率，越是蓝色热梯度越正常，越是红色则相反。 图片来源： Nature.com
地幔柱不是为了说明现象而设计的模型，其本身是客观存在的。 地幔柱被定义为“存在于地幔中的柱状分布的热异常区域( Thermal Anomalies )”，简单地说，就是与周边地幔相比，柱中的区域需要具有更高的温度。 胀缩、温升会造成密度下降，密度下降会减慢波速。 因此，当人们将人造地震波指向地球内部时，波速的变化可以体现出来。
基于冲击波观测的事实，摩根教授和发言人发展了地幔柱理论：地核与地幔边界( Core-Mantle Boundary，CMB ) )、星核巨温的加热使地幔中最接近地核的部分温度上升。 温度的升高必然导致密度下降，均匀系统内部发生密度分化，且密度低的在下，密度高的在上，系统会发生瑞雷-泰勒失稳。 在这种情况下，“局部行星分离”——的低密度轻物质在地幔中浮现，较重的物质下沉并填充空间，地幔柱——的低密度流动结构沿垂直方向缓慢上升。
流体力学模拟表明，在垂直上升过程中，头部会慢慢展开，就像蘑菇慢慢打开伞盖一样。 越往上走，周围的地幔密度越低，当地幔柱先上升的头部到达与其密度相当的地方时，伞盖向旁边扩展，打开，慢慢地向旁边扩展出巨大的区域。 研究认为，地幔无论有多深，其深度始终有限，一直上升的结果是这样一个大伞盖最终会将岩石圈底部“顶”上。 地幔柱的头部富含来自地核的高温岩浆呢。 我想，用天花板打碎岩石圈后，接下来会发生什么，不用多说了。
地幔柱示意图。 中间最黄色的区域是核，橙色是外核，深红色是地幔，灰色是地坛。 右侧4个大小不一的地幔柱，形象地表现为上升同时张开头部，最终撞击岩石圈底部，诱发大火成岩省的动态特征。 左侧孤立的小地幔柱显示地幔柱头部喷出消耗后，其尾部在地球上继续打出的小区域——大地热点( Hotspot )。 热点一般形成海山，或者随着板块的移动，“擦”出无震海岭。 图片来源： nature.com
今天的地幔柱，明天的大灭绝
火山是地球深部岩浆的输出口。 虽然其喷发已经非常可怕，但包括岛弧链和洋中脊等大型火山带在内，也从未有过与被称为“大火成岩省”的星级岩浆溢流体系相媲美的岩浆事件。 与现代可见的火山喷发相比，大火成岩省给人的印象是完全不在另一个水平的另一个行星。 人们可以( wn惜) xng )地) a )不生活在大火成岩省极盛喷发的时代，实际上看不到它的身影，但我们的地球科学家认为，大火成岩省实在太大了，大得可以覆盖三分之一的西伯利亚地区，甚至
如此大的火成岩省的喷发是地幔柱直接冲破岩石圈的可怕结果。 还是回到根源，思考一下什么是——地幔柱？ 它是行星在极短的时间内大规模释放内部核热的极端手段，而且这种手段将最深部的热能直接输出到地表，而不是板块运动那样的热能转换——，输出到大气层、水圈、生物圈等地表的大气层。
如此规模的热，如果将CO2等岩浆挥发成分作为载体输出的话，会带来极其大规模的温室效应。 但同时，另一种主要岩浆挥发成分——SO2，积极与大气中的水分结合，形成硫酸气溶胶传播，使酸雨不仅“滋润四方水土”，而且能更有效地反射照射在地表的太阳光，局部产生冷室效应。 在气候冷热失调下，生物圈只有一种反馈方式，——灭绝。
因此，西伯利亚大火成岩省喷发后，有二叠纪末的旧日大灭绝，95%以上的物种被清洗，伟大的古生代生物群至此被彻底破坏，永远定格在历史记录上。 生物大爆发以来，持续了3亿年的“太古生物时代”就此结束，历史进入了“中古生物时代”的最初纪元——三叠纪。 更长时间后，中央大西省喷发，将这个三叠纪连同其生物群从地球日历上完全打破，迎来了侏罗纪。 侏罗纪达到了历史的高潮，之后繁荣了几千万年。 白垩纪晚期，印度德干地区又出现了大火成岩省。 ( ——这次，似乎偶然地和地球外的事件重叠了。 ——导致中生代恐龙的直接休菜，让“新生生物时代”的哺乳动物乐于填充天空的生态系统。
大灭绝与巨大岩浆溢出事件的时间匹配图，其中红线代表巨大岩浆溢出事件。 括号内显示的是海底溢流事件，OJP表示翁通爪哇海台，KP表示克尔格龙海台，CP表示加勒比海台。 图片来源： elements.geoscienceworld.org
古生代被地幔柱破坏，中生代被地幔柱破坏，我们现在还生活在新生代。
地幔柱，要不要再来一枪？
事实表明，当今地球内部不仅存在地幔柱，还存在非洲之下一个、太平洋之下一个两个。 2012年世界末日刚刚结束，地方学界权威学术杂志《地球与行星科学学报》发表了令人震惊的研究，告诉了我们更准确的事实( —— )
原来，这些地幔柱早就准备好了。
地核和地幔的边界，潜伏着几乎覆盖整个太平洋的大型低波速度域( LLSVP )。 为什么会有低波速？ 温度变高了，密度变低了，已经开始异常了。 在这些LLSVP中，温度持续上升，最终热/密度分离被强化为化学分离的——浮力大的物质聚集在一起，进一步发展，最终形成流动性更高、活动性更强的超强低波速度域( ULVZ )。 ULVZ中的物质已经有大规模的部分开始熔融，——更通俗地说是更高温的岩浆，喷出来就可以直接玩耍灭绝。 但是，研究表明，这些ULVZ仍然是非常局部的。 但是，它们毕竟慢慢聚集在一起。 如果线连接起来上升到地表，我想新生代也会差不多。
EPSL于2013年2月发表的最新研究中量化的LLSVP面积。 通过大陆的轮廓(白线)，可以直观地认识其大小。 图片来源：参考文献3
有两条消息。
一个坏消息是，他们确实高速聚集在一起上升了——。 否则，科学家们就不能告诉你现在地球上有两个地幔柱
但另一个好消息是，在地学中，离开时间谈论灾害的行为是不可信的。 请永远记住地球科学的基本时间单位是“百万年”，而不是“年”。 因此，即使它们“瞬间发生”，这一瞬间也太长了。
对地球来说，保护你和毁灭你其实都与你无关。 你只是地球系统的一部分。 在进化的过程中，消失了有什么奇怪的呢？ 宇宙不是目的论的试验场。
但是，从我们自己的立场考虑，从宇宙中消失你不甘心吗？ 不甘心。 那么，让我们带着这样的忧患意识继续生存发展吧。 环境给你压力，世上永远没有温室。 无论是远征星辰大海，还是改造房屋，在大自然的伟力面前，我们都要有一个答案。
参考文献：
吴泰然等，《普通地质学》，北京大学出版社。
morganwj.deepmantleconvectionplumesandplatemotions.bull.am.assoc.pet.geol.( 1972 ) 56:203213。
thornemsetal.megaultralowvelocityzoneandmantleflow.earth.planet.sc.lett.( 2013 ) 364:59-67
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