地球形成後，陸地呈現超級大陸的形式，而超級大陸不是固定不變的，呈現分裂和聚攏的交替往復。
魏格納在1912年提出“盤古大陸”一詞用來解釋大陸漂移，而這一假說提出後一直深受質疑，直到1970年該假說才逐漸被廣大學者所接受，並演變為今天的板塊構造理論。
從板塊構造到地幔柱假說
板塊構造理論的提出不僅證實了大陸漂移的存在，也為大陸漂移的動力來源提供了研究方向。板塊構造理論雖然可以解釋地球表面大部分現象，但是還有一部分現象無法對其解釋。
因此，板塊構造理論誕生後不久，地幔柱理論則被提出，該理論可以很好的對板塊構造理論無法解釋的現象進行解釋。
1963年加拿大學者Wilson對夏威夷附近火山島嶼的噴發時間順序和排列順序進行研究，提出了熱點假說。
1971年Morgan對Wilson提出的熱點進行分析，認為熱點是由一種起源於核幔邊界的地幔柱緩慢生長到達地面的結果。一年後Morgan對地幔柱進行了解釋說明，認為地幔柱生長於核幔邊界處，該區域物質成固態向液態的轉換狀態，此時元素裂解釋放大量熱量，這些熱物質由於密度原因不斷抬升，直至岩石圈冷卻向四周擴散，形成球狀頂冠和狹窄尾柱的地幔柱。
地幔柱生長過程
“柱頭”和“柱尾”結構的形成和發展
經過20年的討論與發展，Griffiths和Campbell兩位學者在Morgan的基礎上，對地幔柱理論進行了完善，建立了動態地幔熱柱結構模型，認為地幔柱是由巨大的蘑菇狀柱頭和細長的熱柱尾兩部分組成，該模型解決了學者一直質疑的熱驅動和大粘滯度兩大問題。
Maruyama根據地幔柱理論結合地球物理層析成像結果，於1994年給出了全球幾個大的地幔柱地區，這些地區也成為後續人們研究地幔柱的核心地區。
全球和區域的地震層析成像結果顯示，海南島下方可能存在地幔柱，Liu H 等利用衛星重力測量資料和地震面波頻散資料進行聯合反演和地球動力學模擬，發現中國東部至海南這一地震速度異常的線性走廊可能是由地幔柱和大陸岩石圈與較弱的下地殼相互作用而形成的。
主要問題
地幔柱理論雖然很好的解釋了板塊構造理論無法解釋的問題，對其進行了很好的補充，但地幔柱理論仍然被一些科學家所質疑。主要因為地幔柱至今沒有被地球物理層析成像所驗證，且地幔柱建立的理論基礎也存在眾多問題。
地幔柱建立的基礎是Morgan提出的3個假設：
地幔柱起源於核幔邊界。但是Christiansen等透過地球物理層析成像方法對在黃石地區地幔熱異常進行研究，發現該地區熱異常僅存在於地幔上部。
地表所觀察的熱點下方都有相對應的高溫地幔。冰島地區可以觀察到存在熱點，但在對該地區的熱流值進行測量，發現該地區熱流值與其他地區並未存在差別。
地幔柱是相對靜止的。1963年Wilson以夏威夷附近火山島嶼為基礎提出了熱點假說，對該處火山鏈成60°夾角的現象解釋為板塊運動造成的。但有學者對這一地區板塊構造進行重構，發現板塊運動不足以造成此夾角，推測此夾角可能是由地幔柱自身運動造成的。
可見地幔柱假設構建的基礎存在諸多矛盾。
逐步完善
（1）地幔柱假設雖仍受質疑，但地幔柱存在的證據越來越全面，地震層析成像的結果也越來越清晰。雖然現在還沒有直接證據表明地幔柱的存在，但隨著技術的發展，眾多學科的交融，地幔柱真實的面孔將會被展現出來。
（2）地幔柱假設還存在相互矛盾的地方，但這些問題不能成為否定地幔柱存在的理由。目前地幔柱的真實情況還不清晰，因此，存在一些問題是正常的現象，隨著越來越多證據的發現，地幔柱假設也將會逐步完善。
（3）地幔柱假設和板塊構造理論存在相互矛盾的地方，不能以此來否定地幔柱的存在。地球上的自然現象不會完全重複，用單一的理論很難解釋所有的現象，地幔柱的存在解釋了板塊構造理論無法解釋的現象。因此，後續研究應將兩個理論相互融合，形成完善的地幔柱理論。
資料參考：《地幔柱研究進展》杜航，王俊，錢婷，王大偉，朱音傑。
-END-
來源：濟震微訊
