[科普中国]-地幔对流说

一种说明地球内部物质运动和解释地壳或岩石圈运动机制的假说。

观点地幔对流说认为在地幔中存在物质的对流环流。在地幔的加热中心，物质变轻，缓慢上升，到软流圈顶转为反向的平流，平流一定距离后与另一相向平流相遇而成为下降流，继而又在深处相背平流到上升流的底部，补充上升流，从而形成一个环形对流体。对流体的上部平流驮着岩石圈板块作大规模的缓慢的水平运动。在上升流处形成洋中脊，下降流处造成板块间的俯冲和大陆碰撞。1

研究历史1928年英国地质学家A.霍姆斯认为地幔对流的上升流处地壳裂开，形成新的大洋底，对流的下降流处地壳挤压形成山脉。1939年D.T.格里格斯提出，由于岩石热传导不良，放射热的聚集使地幔下层升温、膨胀、变轻而产生升流，导致对流。60年代后期板块构造学建立以后，地幔对流运动被普遍认为是板块运动的驱动力。

地球岩石圈下的软流圈有10%的融熔体。岩石圈以下的固体地幔因高温高压而表现为象粘滞液体一样的韧性，并能产生流动。地幔中因放射性同位素蜕变产生热而加温，密度变小，系统中势能加大。于是轻物质向上，重物质向下运动，以便达到最低位能的稳定状态，这就是地幔对流。地幔对流的速度非常慢，其上升流可持续几千万年到几亿年。理论研究表明，引起板块运动的对流可以限制在软流圈里。也有人认为对流存在于岩石圈以下的所有上地幔或整个地幔。地幔对流引起地球表面、核－幔界面以及其他可能存在的化学成分圈层界面的动力成因的形状起伏，从而产生一种动力均衡。地球表面表现为板块构造现象的全球性起伏就是这种动力均衡的显示。

地震波速的各向异性的发现，以及由此提出的地幔对流引起晶体定向排列的假说，十分有力地支持了地幔对流说。地震震源的下界（670～680公里深）与相变深度相符，俯冲板块可达这样的深度而不变形，有利于对流在整个地幔中进行的观点。但是，因为热而引起的地幔对流的特征和细节并未完全阐明，因为地幔的组成和热结构还有许多未明了的问题。2

发展W.J.摩根在20世纪70年代提出了一种单轴羽状地幔对流模式。对流体以每年几厘米的速度从地幔底部升起，达到岩石圈底又向下进入外围的地幔，形成以升流为轴心，降流在外的圆筒状对流体。升流所对着的地壳区域就是热点。

历史贡献地幔对流说在科学发展史上确实做出了具体的历史性贡献，最主要的就是活动论（以板块构造说为代表）的源头大陆漂移说最初提出的时候，地幔对流说给了很大支持，为活动论思想的发展做出了历史贡献。3

本词条内容贡献者为:

郭亮 - 副教授 - 中国海洋大学