همرفت گوشته

در اواخر سدهٔ بیستم، در جامعهٔ ژئوفیزیک بحث درخور توجهی در این باره صورت گرفت که: همرفت احتمالاً می‌تواند «لایه لایه» یا به صورت «کل» (یکپارچه) باشد.^[۱۰][۱۱] اگرچه گفتگو پیرامون بخش‌های این بحث هنوز هم ادامه دارد، نتیجه‌گیری‌های به دست آمده از توموگرافی لرزه‌ای، شبیه‌سازی عددی انتقال گوشته و بررسی میدان گرانشی زمین، جهت همه به سوی وجود همرفت گوشته‌ای به صورت «کل»؛ دست کم در زمان حاضر، است. در این مدل، سنگ‌کرهی سرد اقیانوسی تشنهٔ حرارت، از تمام سطح تا مرز هسته–گوشته (CMB) فرومی‌رود و ستون‌های داغ گوشته‌ای از CMB تا رسیدن به سطح بالا می‌روند.^[۱۲] این تصویر تا اندازهٔ زیادی برپایهٔ نتایج مدل‌های توموگرافی جهانی لرزه‌ای؛ که به‌طور معمول ناهنجاری‌های صفحه و ستون گوشته‌ای را نشان می‌دهد، منطقهٔ انتقال گوشته را نشان می‌دهد.

اگرچه اکنون به خوبی پذیرفته شده‌است که صفحات فرعی از ناحیه انتقال گوشته عبور می‌کنند و به جبهه زیرین می‌روند، بحث در مورد وجود و استمرار ستون گوشته‌ای همچنان ادامه دارد، با پیامدهای مهم در مورد سبک جابجایی همرفت گوشته. این بحث با بحث و گفتگو در رابطه با اینکه آیا آتشفشان‌خیزی میان‌صفحه‌ای ناشی از فرایندهای گوشته‌های بالایی که در عمق کم قرار دارند است، یا در نتیجهٔ ستون‌های گوشته‌ای زیرین ایجاد می‌شود، ارتباط دارد.^[۶] بسیاری از مطالعات ژئوشیمی معتقدند که گدازه‌های فوران شده در مناطق داخل قطعه از نظر ترکیب با بازالت‌های رج اقیانوس کم عمق مشتق از کم عمق (MORB) متفاوت هستند. به‌طور خاص، آنها معمولاً نسبت هلیوم -۳ - هلیوم -۴ را بالا می‌برند. هلیوم -۳ به عنوان یک هسته اولیه اولیه، به‌طور طبیعی روی زمین تولید نمی‌شود. همچنین هنگام فوران سریعاً از جو زمین فرار می‌کند. نسبت بالا او نسبت به He / 3 / He-4 از بازالت‌های جزیره اقیانوس (OIBs) نشان می‌دهد که آنها باید منبعی از بخشی از زمین باشند که قبلاً ذوب و پردازش نشده به همان روش منبع MORB شده‌است. این تعبیر شده‌است که منشأ آنها از ناحیه ای متفاوت و کمتر آمیخته، تفسیر شده‌است، که گوشته ای از آن است. با این حال، دیگران یادآوری کرده‌اند که اختلافات ژئوشیمیایی می‌تواند نشانگر ورود مقدار کمی از مواد تقریباً سطحی از سنگ‌کره باشد.

بر روی زمین، عدد ریلی برای انتقال در درون گوشتهٔ زمین در مرتبهٔ ۱۰^۷ تخمین زده می‌شود، که نشان‌دهنده همرفتی جدی است. این مقدار با همرفت کامل گوشته مطابقت دارد (یعنی انتقال همرفتی که از سطح زمین تا مرز با هسته امتداد می‌یابد). در مقیاس جهانی، بیان سطح این همرفت حرکات صفحه تکتونیکی است و بنابراین دارای سرعت چند سانتی‌متر در سال است.^{[۱۳][۱۴][۱۵]} سرعت جابجایی در مقیاس کوچک در مناطقی که دارای ویسکوزیته کم در زیر لیتوسفر هستند، می‌تواند سریعتر باشد و در گوشته کمترین جایی که ویسکوزیته‌ها بزرگتر هستند، کندتر باشد. یک چرخه همرفت منحصر به فرد حدود ۵۰ میلیون سال طول می‌کشد، هرچند همرفت عمیق‌تر می‌تواند نزدیک به ۲۰۰ میلیون ساله باشد.^[۱۶]

در حال حاضر، تصور می‌شود که همرفت کامل گوشته‌ها شامل نزولی گسترده در مقیاس زیر قاره آمریکا و اقیانوس آرام غربی، هر دو منطقه با سابقه طولانی فرورانش، و جریان رو به رشد در زیر اقیانوس آرام مرکزی و آفریقا، که هر دو نشان می‌دهند توپوگرافی پویا مطابق با بالا آمدن است.^[۱۷] این الگوی پهنای جریان نیز با حرکات صفحه تکتونیکی سازگار است، که بیان سطح همرفت در گوشته زمین است و در حال حاضر نشانگر همگرایی درجه ۲ به سمت اقیانوس آرام غربی و قاره آمریکا، و واگرایی به دور از اقیانوس آرام مرکزی و آفریقا.^[۱۸] تداوم عدم تمایز تکتونیکی خالص به دور از آفریقا و اقیانوس آرام برای 250 Myr گذشته نشان‌دهنده پایداری طولانی مدت این الگوی جریان اصلی گوشته‌ها،^[۱۸] و با مطالعات دیگر سازگار است.^{[۱۹][۲۰][۲۱]} ثبات بلند مدت مناطق LLSVP از جلیقه پایین‌ترین که پایه این پیشرفت‌ها را تشکیل می‌دهد.

می‌توان انت‍ظار داشت که روند مشابهی مانند این همرفت آهسته در فضای داخلی سیاره‌های دیگر (به عنوان مثال، زهره و مریخ) و نیز در برخی از قمرها (مثلاً، اروپا، انسلادوس) رخ می‌دهد (یا رخ داده‌است).

• مرز هسته–گوشته

• مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Mantle convection». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۱۰ مه ۲۰۲۰.