计算机模拟证实，在东非大裂谷系统下方探测到的不寻常变形和裂谷平行地震各向异性是非洲超级岩浆柱造成的。地球物理学家莎拉-斯坦普斯（D. Sarah Stamps）解释说，大陆裂解是地球深处拉伸和断裂的结合。这一过程与岩石圈（地球的刚性外层）的伸长有关。随着岩石圈变得更加紧绷，岩石圈的上部会发生脆性变化，从而导致岩石断裂和地震。

萨拉-斯坦普斯（D. Sarah Stamps）领导的研究利用三维热力学建模发现，非洲超级隆起--一个巨大的地幔上涌--导致了在东非大裂谷系统中观察到的不寻常的裂谷平行变形。这增加了围绕驱动断裂的主要力量的争论的复杂性，表明岩石圈浮力和地幔牵引力相结合。

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斯坦普斯通过计算机建模和全球定位系统以毫米级精度绘制地表运动图来研究这些过程，他把大陆裂谷的不同变形方式比作玩"硅胶泥"。

弗吉尼亚理工大学理学院地球科学系副教授斯坦普斯说："如果你用锤子敲打硅胶泥，它实际上会破裂。但如果你慢慢地把它拉开，硅胶就会拉伸。因此，在不同的时间尺度上，地球岩石圈的表现是不同的。"

无论是拉伸还是断裂，大陆裂缝产生的形变通常遵循与裂缝相关的可预测方向模式： 变形往往与裂谷垂直。东非大裂谷系统是地球上最大的大陆裂谷系统，它就具有这种垂直于裂谷的变形。但是，在使用全球定位系统仪器对裂谷系统进行了长达 12 年多的测量后，斯坦普斯也观测到了与裂谷系统平行的反方向变形。她在大地测量学和构造物理学实验室的团队一直在努力寻找原因。

助理教授莎拉-斯坦普斯（D. Sarah Stamps）。资料来源：弗吉尼亚理工大学

在最近发表在《地球物理研究杂志》（Journal of Geophysical Research）上的一项研究中，研究小组利用三维热力学模型探索了东非大裂谷系统背后的过程，该模型由该研究的第一作者塔希里-拉乔纳里森（Tahiry Rajaonarison）开发。他的模型显示，裂谷系统不寻常的、裂谷平行的变形是由与非洲超级隆起相关的向北地幔流驱动的，非洲超级隆起是一个巨大的地幔上涌，从西南非洲地下的地球深处升起，向东北方向穿过非洲大陆，随着向北延伸变得越来越浅。

他们的发现与研究人员利用 Rajaonarison 的建模技术于 2021 年发表的一项研究中的见解相结合，有助于澄清科学界关于哪种板块驱动力主导东非大裂谷系统的争论，从而解释其垂直于裂谷和平行于裂谷的变形：岩石圈浮力、地幔牵引力或两者兼而有之。

作为一名博士后研究员，斯坦普斯开始利用全球定位系统站的数据观测东非大裂谷系统不寻常的、裂谷平行的形变，这些数据站从大约 2.5 万公里外测量来自 30 多颗环绕地球运行的卫星的信号。她的观测结果为围绕裂谷系统驱动因素的争论增添了一层复杂性。

一些科学家认为，东非的断裂主要是由岩石圈浮力驱动的，这种浮力相对较浅，主要归因于断裂系统的高地形（即非洲超海湾）和岩石圈的密度变化。还有人指出水平地幔牵引力是主要的驱动力，它是与东非地下水平流动的地幔相互作用而产生的更深层的力。

研究小组 2021 年的研究通过三维计算模拟发现，裂谷及其变形可能是由这两种力量共同驱动的。他们的模型显示，岩石圈浮力是造成更可预测的、与裂谷垂直的变形的原因，但这些力量无法解释斯坦普斯的全球定位系统测量所发现的异常的、与裂谷平行的变形。

在他们最新发表的研究中，Rajaonarison 再次使用了三维热力学模型，这次他重点研究了裂谷平行变形的来源。他的模型证实，在东非大裂谷系统下观察到的异常变形和裂谷平行地震各向异性是由非洲超级卷积造成的。

斯坦普斯说，地震各向异性是岩石在特定方向上的定向或排列，是对地幔流动、熔块或岩石圈中预先存在的结构构造的反应。在这种情况下，岩石的排列与非洲超级火山口向北的地幔流动方向一致，这表明地幔流动是岩石的来源。

Rajaonarison说："我们的意思是，地幔流动并没有驱动某些变形的东西向、与裂谷垂直的方向，但它可能导致了与裂谷平行的异常向北变形。我们的研究证实了之前的观点，即岩石圈浮力是裂谷的驱动力，但我们也带来了新的见解，即异常形变可能发生在东非"。

更多地了解大陆裂解的过程，包括这些异常的过程，将有助于科学家们破解大陆断裂背后的复杂性，几十年来他们一直在尝试破解大陆断裂。斯坦普斯说："我们对拉贾奥纳里森博士的数值建模结果感到兴奋，因为它提供了关于通过大陆裂解塑造地球表面的复杂过程的新信息。"

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