地幔的垂直运动是导致地球表面发生大规模地质变化的驱动力之一。这些地幔上升流，有时被称为地幔柱，被认为在一些重大的地质转变（例如大陆漂移）中发挥着作用。目前，在非洲大陆地下发现了一种类似、微妙却意义重大的现象。
《自然地球科学》杂志发表的一项新研究表明，熔岩有节奏地涌动，像“心跳”一样向上跳动，正在撕裂这片大陆，很可能为新的海洋铺平道路。这种受构造运动影响的不对称、化学性质不均匀的上升流集中在埃塞俄比亚阿法尔地区的地下。
眺望埃塞俄比亚大裂谷，摄于埃塞俄比亚的博塞特火山
阿法尔地区地质奇观引人入胜，阿拉伯板块、努比亚板块和索马里板块在此交汇。这三个活跃的板块在此以不同的速度发生裂变。数百万年来，这些如同心跳般的脉动最终使这片大陆变薄变弱，像柔软的橡皮泥一样被拉伸，直至断裂。而这次断裂将标志着新生海洋的诞生。
“我们发现，阿法尔下方的地幔并非均匀或静止——它会脉动，而且这些脉动带有独特的化学特征，”该研究的主要作者艾玛·沃茨博士说道。“这些部分熔融的地幔上升脉动是由上方的裂谷板块引导的。这对于我们如何理解地球内部与表面之间的相互作用至关重要。”
活跃的熔岩流从埃塞俄比亚阿法尔的尔塔阿雷火山中溢出
多年来，地质学家一直暗示，地幔柱潜伏在地幔之下，推动着非洲大陆的扩张。然而，地幔柱上升的确切驱动因素和行为机制在很大程度上仍未得到解释。
为了进一步了解地幔柱，南安普顿大学的地球科学家从阿法尔地区和埃塞俄比亚大裂谷采集了130多块火山岩样本。研究人员利用数学和计算模型，深入了解了阿法尔地表下的地球深度和物质成分。
研究小组在这三个裂谷下方发现了一个单一的空间上升流，但化学成分不同。这些上升流往往以特定的节奏重复出现，就像地质条形码一样。科学家还发现，这些起源于1000至2800公里（621至1740英里）深度之间的柱状物含有不同的同位素，可能来自原始地幔物质，这使得该区域的温度略高于周围的地幔。
埃塞俄比亚阿法尔火山岩薄片的显微镜图像
不同的化学条纹表明，上升流的行为随着岩石圈（地壳和上地幔）的厚度而不同；板块越厚，熔融脉冲越慢。
“这项研究表明，深层地幔上升流可以在板块底部流动，并有助于将火山活动集中在板块最薄的地方。后续研究包括了解板块下方地幔流动的方式和速率，”论文共同作者德里克·基尔博士说道。
该研究已发表在《自然地球科学》杂志上。
