2020年11月25日，国际Top期刊《Geochemistry, Geophysics, Geosystems》接收题为“Coupled evolution of plate tectonics and basal mantle structure”的研究成果。此项成果由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室团队曹现志博士后和悉尼大学Dietmar Müller教授等合作完成。

超大陆的聚散循环主导了地球表面长期的演化历史。在超大陆聚散周期中，板块运动与深部地幔流动之间的关系是固体地球科学的核心问题之一。然而中生代以前的板块运动历史难以确定，而有关地质历史时期深部地幔的认识更为缺乏，从而使板块与深部地幔的演化关系一直不清晰。目前存在两种主流矛盾观点：（1）地幔底部大型横波低速带（LLSVP）长期固定，并影响地表板块运动；（2）地幔底部大型横波低速带（LLSVP）随时间会发生变形，并可能整体移动。为此，本文基于国际领先软件GPlates和CitcomS分别建立板块运动和地幔对流模型，定量化分析各固体圈层之间过去10亿年间的时空联系，获得一些创新性成果：（1）整个地幔和岩石圈是同一个动力系统，两者几乎同步演化。大型横波低速带是其中一部分，而并非独立存在；（2）地幔底部大型横波低速带发生缓慢移动，平均移动速率约为0.20-0.23°/Myr，在岩石圈相对地幔无净旋转的情况下约为0.16°/Myr；（3）俯冲板片在地幔转换带滞留，会导致岩石圈与下地幔暂时性脱藕，引起下地幔相对于岩石圈演化之间存在可能长达250Myr的滞后。

Cao, X. Z., Flament, N., Müller. R. D. 2020. Coupled evolution of plate tectonics and basal mantle structure. Geochemistry, Geophysics, Geosystems. DOI: 10.1029/2020GC009244.