地幔过渡带中的俯冲作用遗留效应调节着板块内部的海洋火山活动

《Nature Communications》：Subduction legacies in the mantle transition zone modulate intraplate oceanic volcanism

　　

摘要

海洋地壳的形成机制以及板块内部火山活动的起源，对于理解驱动地球动态演化的机制至关重要。传统上认为异常厚的海洋地壳是由热幔柱造成的，然而像亚速尔高原这样的大型火成岩区（其地壳厚度为8–30公里，伴有分散的火山活动以及独特的富水地球化学特征）对这一观点提出了挑战。通过使用地球动力学数值模型，我们发现当一条洋中脊移动经过局部含水层（含水量为0.1–0.4%的H?O）时，由于地幔过渡带（MTZ）的脱水作用，会引发上涌和熔融过程，从而形成厚度达10–20公里的海洋地壳。这一机制能够解释亚速尔高原异常的地壳厚度、长期存在的火山活动以及富含挥发性物质的幔源。我们提出，储存在地幔过渡带中的再循环水是板块内部火山活动的主要驱动力，这为传统的静态幔柱模型提供了一种替代解释。此外，这一机制还有助于解释大规模上地幔区域受到俯冲相关流体影响的普遍现象，例如DUPAL区和南大西洋区域的情况。