你吃着火锅唱着歌，突然有人给你讲起了火锅与地球科学

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小石头是一个学地球科学的大一学生。这一天，受朋友邀请，两人一起去吃火锅。

喂，小石头，听说你学地球科学去了，有什么好玩的没？你给我展开讲讲？

小石头看了看面前的火锅陷入了思索。

小石头开始了表演。

地球科学穷尽天地，哪里说得尽。不过既然你诚心诚意地发问了，那我就从这顿火锅开始讲起吧。

小石头从火锅里夹出来一个鹌鹑蛋，咬开。

 

先看这个蛋。我们知道，地球可以分成地壳，地幔和地核如果把地球看作这个蛋，那么地核就如同蛋黄，地幔就如同蛋白，而地壳则是相当于它没剥开之前的蛋壳。地核分为外核和内核，外核为液态，内核为固态，地幔主要为固态，部分呈熔融状，地壳则是固态。从地壳到地核温度逐渐升高，地核在稳定产热，就像是我们火锅下的炉子一样。

研究表明，动态条件下的高温高压实验中由于低差异应力的加入，像地幔上部的低速层，这一因地震波波速较低而被推断为熔融状态的地区，岩石的有效粘度比原来人们所认为的低几个数量级^①，刚性较弱，一定条件下可看作粘性稍强的流体。举个更粗糙的例子，就可以看作是我们现在煮的火锅。

现在炉子在给火锅加热，火锅煮沸了，里面的水在四川方言中可以叫做滚水，为什么会‘滚’呢？部分是水中气体被排出了，另一部分则可以说是由于底部受热，底部的流体温度升高，密度减小，于是向上流动，上部的液体密度较大，自然向下沉降，在这期间向上流动的液体降温，向下沉降的液体升温，密度关系则换了过来，于是又会进行这样的循环。我们把这样的对流的模型应用到地幔上，就可以说是地球物理学家们常说的地幔对流了。

哟，这儿开了？

小石头瞧见火锅某处沸腾得正厉害，夹起一块毛肚放在了那个位置近旁。

看，这沸腾的地方是不是某种程度上很像火山喷出岩浆的样子？要是放在海底，就像是海底火山喷发形成大洋中脊了是吧。我们再把毛肚看作‘漂浮’在地幔上的一个板块，它会随着火锅液体的运动而运动，这样就大致能给出对大陆漂移和板块运动的一种动力学上的解释了。

小石头把毛肚又夹到火锅边上，把一边插入火锅内，放开。

 

我们这样做，就相当于毛肚这边的地壳插进了地幔里面，当然地壳和地幔都是岩石组成，地壳俯冲地幔后则会成为地幔的一部分，毛肚则不会熔在火锅里就是了。好了，现在我们就建立好了包含地幔对流，大洋中脊形成，大陆漂移以及地壳和地幔的俯冲带的地球圈层耦合的火锅模型了。

别想毛肚了，看看地壳吧

如果我们再把火锅隔开成上下两层，互不干扰，上面是上地幔，下面是下地幔，这就是威尔逊提出的分层对流模型，不加呢也可以说是全地幔对流模型。最近科学家对地球不连续化学分层的研究②则支持了另一种，一部分地区全地幔对流，一部分地区分层对流的混合对流模型，反正就是混在一起。当然也存在基于超级热地幔柱的主流翻涌模型。这对你来说就超纲啦。

以前火锅学家们认为，火锅是上面滚上面的，下面滚下面的。现在认为有地方是上下混在一起，有的地方是各自滚各自的。

当然火锅沸腾时对流现象其实占比不大，家里煮粥时倒可以算是有比较明显的对流，有闲心可以看看。不过你也就当个故事听嘛

小石头略显中二地叹口气...

地球科学的奥妙，岂是尔等凡夫俗子能明白？我这样的天之骄子，方能投以一窥罢了

但这时，小石头的朋友已经夹起了那块烫好了的毛肚。

啊对对对，不过天之骄子的板块可得给我尝尝了。

啊——我的板块！

小石头看着进入朋友嘴里的毛肚，发出了哀嚎——

再好的板块逃不过消散的命运，再好的毛肚逃不过被吃的命运

图是晚上找的，人是半夜饿醒的

参考文献

[1]Jin Z M et al. Topology in partially molten peridotite during duclileformation. Nature,1994,372.

[2].Wenbo Wu, Sidao Ni , Jessica C. E. Irving. Inferring Earth’s discontinuous chemical layering from the 660-kilometer boundary topography. Science,2019,363:736-740

部分图片来自网络，侵删

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撰稿：秋山

美编：可然

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