地幔的垂直運動是導致地球表面發生大規模地質變化的驅動力之一。這些地幔上升流，有時被稱為地幔柱，被認為在一些重大的地質轉變（例如大陸漂移）中發揮著作用。目前，在非洲大陸地下發現了一種類似、微妙卻意義重大的現象。
《自然地球科學》雜誌發表的一項新研究表明，熔岩有節奏地涌動，像「心跳」一樣向上跳動，正在撕裂這片大陸，很可能為新的海洋鋪平道路。這種受構造運動影響的不對稱、化學性質不均勻的上升流集中在衣索比亞阿法爾地區的地下。
眺望衣索比亞大裂谷，攝於衣索比亞的博塞特火山
阿法爾地區地質奇觀引人入勝，阿拉伯板塊、努比亞板塊和索馬利亞板塊在此交匯。這三個活躍的板塊在此以不同的速度發生裂變。數百萬年來，這些如同心跳般的脈動最終使這片大陸變薄變弱，像柔軟的橡皮泥一樣被拉伸，直至斷裂。而這次斷裂將標誌著新生海洋的誕生。
「我們發現，阿法爾下方的地幔並非均勻或靜止——它會脈動，而且這些脈動帶有獨特的化學特徵，」該研究的主要作者艾瑪·沃茨博士說道。「這些部分熔融的地幔上升脈動是由上方的裂谷板塊引導的。這對於我們如何理解地球內部與表面之間的相互作用至關重要。」
活躍的熔岩流從衣索比亞阿法爾的爾塔阿雷火山中溢出
多年來，地質學家一直暗示，地幔柱潛伏在地幔之下，推動著非洲大陸的擴張。然而，地幔柱上升的確切驅動因素和行為機制在很大程度上仍未得到解釋。
為了進一步了解地幔柱，南安普頓大學的地球科學家從阿法爾地區和衣索比亞大裂谷採集了130多塊火山岩樣本。研究人員利用數學和計算模型，深入了解了阿法爾地表下的地球深度和物質成分。
研究小組在這三個裂谷下方發現了一個單一的空間上升流，但化學成分不同。這些上升流往往以特定的節奏重複出現，就像地質條形碼一樣。科學家還發現，這些起源於1000至2800公里（621至1740英里）深度之間的柱狀物含有不同的同位素，可能來自原始地幔物質，這使得該區域的溫度略高於周圍的地幔。
衣索比亞阿法爾火山岩薄片的顯微鏡圖像
不同的化學條紋表明，上升流的行為隨著岩石圈（地殼和上地幔）的厚度而不同；板塊越厚，熔融脈衝越慢。
「這項研究表明，深層地幔上升流可以在板塊底部流動，並有助於將火山活動集中在板塊最薄的地方。後續研究包括了解板塊下方地幔流動的方式和速率，」論文共同作者德里克·基爾博士說道。
該研究已發表在《自然地球科學》雜誌上。
