對流學說

對流學說（mantle convection theory）又稱為地幔對流說，認為在地幔中存在物質的對流環流。在地幔的加熱中心，物質變輕，緩慢上升，到軟流圈頂轉為反向的平流，平流一定距離後與另一相向平流相遇而成為下降流，繼而又在深處相背平流到上升流的底部，補充上升流，從而形成一個環形對流體。對流體的上部平流馱著岩石圈板塊作大規模的緩慢的水平運動。在上升流處形成洋中脊，下降流處造成板塊間的俯衝和大陸碰撞。

基本介紹

• 中文名：對流學說
• 外文名：mantle convection theory
• 同義詞：地幔對流說
• 定義：解釋地殼或岩石圈運動機制的假說
• 提出者：霍姆斯
• 意義：是海底擴張和板塊構造的驅動機制

簡介

對流學說是指地幔對流學說（mantle convection theory），是英國地球物理學家霍姆斯（Holmes，1931）第一個提出的。

該學說認為地幔中的物質對流是地幔中最重要的動力過程，它被認為是大陸漂移、海底擴張和板塊構造的驅動機制，是大洋盆地和大陸造山帶的形成、長期的海平面變化、世界範圍的地震和火山活動的最終原因，也是板塊構造理論的主要內容和近二十多年來研究得最多的板塊運動機制。

分類

從對流的物理化學過程看，地幔的對流有兩種類型，即熱對流和重力對流。這兩種對流是地球內部進行的熱平衡和化學平衡過程的反映。

熱對流

熱對流是由地球深部和淺部物質的溫度差引起的，通常說的地幔對流主要指熱對流。

重力對流

重力對流是由地球內部各部分物質的密度差引起的。

動力來源

地幔對流說認為，地幔對流是地球內部能量——熱力和重力聯合作用的結果。熱力主要來自放射性物質蛻變產生的熱能，重力主要來自物質重力分異釋放出的重力能。儘管地幔基本上是固態的，但是在高溫及長期的應力作用下能發生緩慢的塑性流動，熱而輕的低密度物質上升，形成上升流，上升流在岩石圈底部附近向外擴散，轉變為背馳的水平流，相向而行的水平流因熱傳導變冷而會聚向下，形成下降流，下降流在地幔深處分散，形成反向水平流，而後補給上升流，如此循環往復形成對流環。因此，地幔對流是地球熱能傳遞、消耗的極重要機制，地殼岩石圈是由於地幔對流的拖曳作用而運動的，地幔上升流使地殼分離，地幔下降流使地殼聚合。

存在的問題

地幔對流是板塊活動的動力來源。但是，據一些學者計算，引起岩石圈板塊活動需要相當大的應力，而這種應力的來源至今尚未完全搞清楚。也就是說，關於推動岩石圈板塊運動的“原動力"——地幔對流的構想沒有直接的證據。

地幔對流說的基礎是粘滯性流體的熱對流，而對地幔的粘滯性和不均質性至今尚有爭論。其中，傑弗里斯指出，上地幔的粘滯度為10²⁸泊，因此他認為對流是不可能的。1965年，麥克唐納也根據人造衛星遙測資料，計算出地幔的粘滯度為10²⁶泊，從而認為在地幔中發生大規模對流是困難的。如果大規模地幔對流真的不存在，那么海底擴張和板塊構造運動就失去了原動力。