互动科普

从洋底深处采集到的标本揭示出地幔对流的力量是如何塑造了地表并形成地壳的，甚至还可能影响到地球的自转。

当人们观察一个地球仪时，他可能会很轻易地把大陆和大洋看成是地球表面永恒不变的东西。地球物理学家们现在认为这样似乎永久的外貌是由于人生短促而造成的一种错觉。在数百万年的的期间内，地球的刚性外层，即岩石圈的块体一直在动来动去，在洋中脊处分开，在断层处滑动，在某些大洋的边缘处相撞。这些运动引起了大陆漂移并决定了地震和火山在全球的分布情况。尽管板块构造理论已很好建立起来，但是驱动岩石板块运动的引擎仍然蔑视对之进行的简单分析，因为这一引擎的确是完全看不见的。面对这一困难，一些研究人员和我已将我们的研究重点放在洋中脊处。洋中脊是洋底正在裂开的主要的、引人注目的地区。研究洋中脊区域的组成、地形及地震结构正在得出往往与传统预期情况相反的结果。在洋中脊之下的地幔中的化学进程和热过程比任何人能预期的都要更为复杂和迷人，它决定了新的洋壳是如何形成的。地幔活动还可以引起不同类型的岛屿在大洋中的出现以及在大洋的边缘形成某些深海沟。事实上，这些过程可能如此地强有力以至于它们甚至可能对地球的自转产生微妙的影响。

地球具有一个不断变化着的内部的观点实际上可以说植根于十七世纪。伟大的法国哲学家Ren’ ev Descartes(笛卡儿)是第一个试图对地球内部作出科学推测的人之一。在其1644年发表的《哲学原理》论文中，笛卡儿写道，地球具有一个由原始的、象太阳那样的流体组成的中心核心，其周围是一个固态的不透明层。然后接着是岩石、金属、水和空气的若干层圈，它们组成了地球的其余部分。

地球物理学家们现在仍然同意一个层状地球的概念，尽管他们的想法从笛卡儿时代以来已有了显著的变化。按照最新的观点，地球拥有一个固态的内核和一个熔融的外核。两者都由富铁合金组成。地球的组成在地表之下大约2900公里处发生了突然的变化，在那里地核变成了一个由固态镁一铁硅酸盐矿物组成的地幔。另一个显著的不连续面位于地表之下670公里处，它标志着上地幔和下地幔之间的界面(由于高压之故地幔矿物的晶格结构在此界面两边发生了变化。另外一个重要的转变，称为莫霍洛维奇不连续面(即莫霍面)，将致密的地幔与地壳分开。莫霍面位于大陆表面之下30到50公里处而大洋盆地中距海底不到10公里。包括地壳和地幔上部的岩石圈，其行为象刚性板块，这些板块位于一个更热的和更柔韧的被称作软流圈的地幔的较下面一部分之上。

这种有序的层状结构似乎可能意味着地球内部是静态的。相反，深部地球是相当动态的。在地球形成时所留下的热能，再加之以诸如铀和钍之类放射性元素衰变所放出的能量，不停地搅动着地球内部的物质。热量穿过地球内的上述界面并启动了巨大的对流流动，流动将热区向上传送并将冷区向下传送。这些过程最终导致了地球表面上许多广泛的地质现象，其中包括造山运动、火山作用以及大陆的运动。

在这些提供通向地球内部的最佳入口的地区中，就有洋中脊。这些中脊分割了所有的大洋。它们实际上形成一个盘绕在地球上的总共延伸达60OO0多公里的系统，就象棒球上的缝合线一样。大西洋中脊是这个全球洋脊系统的—部分。它是洋底的一条巨大的南北向伤口，是在大西洋东部和西部以每年差不多一厘米的速度分开时形成的。大西洋中脊的顶峰处除了地震频繁发生之外，在频繁的火山喷发期间还喷出了炽热的岩浆。这些岩浆冷却固化，从而形成新的洋壳。这条洋脊比大西洋洋盆的其余部分都要高。在离洋脊距离越来越远的地方，海底相对于海平面就越来越深，估计可能是由于形成大西洋底部的岩石圈板块随着其年代的增长逐渐冷却而收缩的缘故。

在大西洋中脊处上升的岩浆显然起源于上地幔。然而，一些地质学家多年以来一直认为，在洋中脊处的岩浆形成了一类称为玄武岩的普通岩石。但是研究人员已发现地震波穿过上地幔的速率已超过每秒8公里，远远快于地震波穿过玄武岩的速率。

有可能得到这样高的声速的唯一的物质是一种被称作橄榄岩的致密暗绿色岩石。橄榄岩主要由三种硅基矿物组成：橄榄石，一种含镁和铁的致密的硅酸盐；斜方辉石，一种类似的但密度较小的矿物；以及单斜辉石，它含有一些铝以及超过百分之二十的钙。橄榄岩还含有少量的尖晶石，一种铬、铝、镁、铁的氧化物。

玄武岩岩浆是如何从由橄榄岩组成的地幔中产生的呢?二十年前有几位实验岩石学家象A1fred E．Ringwood和David H．Green以及他们在国立澳大利亚大学的同事们将橄榄岩样品加以高温(1200到1300摄氏度)和高压(超过10000大气压)。这样的温度和压力值重现了海底之下大约100公里的洋底上地幔内存在的温度和压力。这些研究人员指出，在这的温度下橄榄岩的逐渐降压会使岩石的百分之二十五发生熔融。这种熔体具有玄武岩的成分，相似于洋中脊内熔体的成分。

这些实验结果支持了如下观点，即炽热的橄榄岩物质从海底之下超过100公里的深度处上升到洋中脊之下。当其向上运动时，地幔橄榄岩受到的压力降低因而部分熔化。熔化部分呈现出玄武岩岩浆的组成并与未熔化的橄榄岩分开。熔化部分迅速朝地表上升。部分熔体沿洋中脊脊顶喷出到海底之上，在这里它冷却并固化加入到脊顶中。余下的部分熔体在地表之下缓慢冷却并固化，形成新的洋壳。

如果上面简略描述的这一模式发生的全部大西洋中脊中，那么这条洋脊的顶峰在沿其长度方向上的海平面之下的深度应是大约相同的。这一深度应标志着由洋界面地带，甚至脊之下的上地幔的温度和初始成分所确定的一个平衡面。

在真实世界中这样的深度上的一致是非常不可能的。沿洋脊的地幔温度的微小变化都会使洋底地幔区有着较低的密度。因此，这里的洋脊顶峰就较高。另外，较热的地幔，熔化部分就更多一些并且会产生较厚的玄武岩地壳。

大西洋中脊的顶峰正好显示了在海平面之下的这种深度变化情况。例如，在沿北纬大约35度到45度之间的洋脊有一反常高的地形区。一些围绕地球运行的人造卫星已经在这一区域检测出大地水准面(地球表面的平衡面，大约相当于平均海平面)的向上隆起。

研究人员们通常将这一隆起归因于其中心在亚速尔群岛的一个所谓热点的影响。热点是指具有高的地形和过量火山的地带。它们通常被认为是由于异常高的温度所造成的。大多数的大洋群岛包括夏威夷群岛和冰岛在内都被看成是热点在地表的显示。热源据认为是位于地球深部的一些界面地带，甚至可能深达地核地幔的界面层[见Raymond Jeanloz和Thoneb Lay所著“地核-地幔界面”一文；《科学》.1993年第九期]。

我的同事和我通过探索沿大西洋中脊的地形与下伏地幔的温度、结构和成分有怎样的关系来着手检验这一理论。收集这类信息的一个方法是测定穿过洋脊之下的地幔的地震波速。另一种方法涉及到找出沿洋脊轴喷出的玄武岩的化学成分的局部变化。这些变化可用来推论产生这些玄武岩的地幔源区的熔化程度和物理性质。

我采用了第三种方法。我试图收集地幔橄榄岩的岩石标本。在玄武岩岩浆组分从上地幔岩石中熔化出之后，某些撤榄岩就会以固态残余物的形式遗留下来。地幔岩石通常埋藏在洋壳的11公里之下,但是在某些场合也可以得到上地幔撖榄岩岩块。它们通常在洋中脊轴部由于转换断层而发生横向水平断错的地方或是在地幔岩石已迁移到接近海底的地方才可找到，因此它们要通过钻、挖掘或直接使用潜水艇收取的方式才能进行采样。

1989年，由法国普卢扎内IFREMER海洋研究所的Jean Marie Auzende所组织的一个主要是法国人的考察队工作期间，我们使用了一艘小型潜艇来收集赤道以北10度、大西洋中的韦马转换断层带处的一个上地幔剖面的标本。在这里一个转换断层在洋壳中切出了一个很深的海底谷，该断层水平断错了大西洋中脊折约轴320公里，我们计划下潜到海底——超过五公里深——在Nautile(鹦鹉螺)号潜艇中来考察这条转换断层谷的两壁。我们希望能找到一个出露有地幔和地壳的原生剖面。我们的大多数同事都对我们的任务持怀疑态度:普遍的意见认为上地幔和地壳的正常层序在转换断层附近己受到了完全的破坏。

然而，我们顶住了这种压力。我们着手实施始于这条转换断层谷壁底的一次次下潜工作并沿斜坡向上移动。每次下潜大约持续12小时，其中有大约一半的时间花费在下潜到海底以及返回水面上。鹦鹉螺号的狭窄的船舱只能容纳两名驾驶员和一名科学家，他的脸在整个航行期间都是朝下的。

在我们的第一次下潜过程中我们证实这一剖面的底部是由地幔橄榄岩构成的。第二天我们又发现了在橄榄岩之上的一层辉长岩——这种岩石是玄武岩熔岩缓慢冷却时在海底下面形成的。根据广泛接受的地球物理模式，辉长岩是洋壳下部的主要组份。

第三天我从潜艇前一天到达的水位开始组织了一次下潜。当我沿着斜坡下潜时，浏览了海底，称为岩墙杂岩体的壮观的岩石建造逐渐映入我的眼帘。理论上认为这种岩墙杂岩体是来自地幔的炽热熔融物质通过地壳中的许多狭窄裂缝朝海底向上喷流时形成的。以前在海底还从来没有看见过岩墙杂岩体。约有一公里厚的这一岩墙杂岩体的顶部之上是一层枕状玄武岩，当玄武岩岩浆喷出到海底后立即迅速冷却并固化时就呈现这一形状。在以后的几天中．我们又探查另一条剖面并证实了我们先前的发现。我们非常激动，因为以前还没有人观察到—个完整的、相对来说没有遭到破坏的大洋地幔和地壳的剖面。我们立即将我们的发现写成一篇论文，并在几星期之后当我们停靠码头时就立即将论文寄往《自然》杂志。

在各次下潜期间，我们都使用了鹦鹉螺号潜艇上的机械手来采集许多地幔橄榄岩的标本。这些标本加上我和其他研究人员沿洋脊采集到的许多别的标本使我们得以探索上地幔化学成分上的区域非均—性。

为了分析大西洋橄榄岩标本中的地幔矿物，我的同事，那时在拉蒙特－多赫蒂地质观测站工作的Peter J．Michael和Monique Seyler和我使用了一台电子显微探针。这台仪器将只有几微米直径的电子束聚集在岩石薄片上。矿物对之作出反应就会发射出具有特征波长的x射线。对这些x射线的波长及强度进行分析就可以溯定出矿物的化学成分。在伍兹霍尔海洋研究所的Nobumichi Shimizu的合作下，我们还使用了另一种仪器——离子显微探针——来测定象钛、锆和稀土元素这样的微量元素的含量。这种离子探针将离子束聚集在标本上，离子束又将测定标本中的其它离子撞出。这种方法能使我们测定出微量元素的低到只有几ppb的含量。

这些分析结果揭示出许多有关采样岩石在地幔内形成时的环境，因为那里的温度和压力会在橄榄岩内产生独特的成分。一些岩石学家，包括Green和澳大利亚地质勘查组织的A．Lynton Jaques在内，已经指出部分熔融会使橄榄岩中的原有矿物的相对丰度发生改变。某些矿物，例如单斜辉石，比其它矿物更易熔化因而在熔化期间其在岩中的丰度急剧下降。而且，部分熔融过程还会使原有矿物的成分发生改变：在这些矿物中的某些元素，例如铝和铁也会跟着熔化。它们在这些矿物中的含量就会随着熔化过程的进行而降低。其它元素，例如镁和铬超趋向于留下来，因此在残留固体中它们就会富集。这样，部分熔融的结果就是，橄榄石(一种铁和镁的硅酸盐)就变得更富镁和贫铁：斜方辉石和单斜石会丧失—部分的铝；尖晶石中铬铝比值增大；等等。

我们得到的数据表明地幔的成分有着相当大的区域性变化。例如，在大约北纬35度到45度之间的一片广阔地区采集到的橄榄岩中尖晶石铬铝比值最高。这一比值表明位于该区域下面的上地幔熔融程度可以高达百分之二十五。而在大多数地方，大约有10%到20％的地幔在向上移动的过程中熔化。这片高于平均熔融程度的区域相当于亚速尔热点区，这就使下述理论得到证实，即热点来自于从地球深处上涌的异常炽热的地幔柱其它的发现也支持了这一观点，其中包括伍兹霍尔海洋研究所的Henry J．B．Dick所作的研究，他也是研究大洋橄榄岩的，以及拉蒙特一多赫蒂地质观测站的Emily M．Klein与Charles H．Langmuir一起所进行的研究，他们分别对沿大西洋中脊的玄武岩的化学成分进行了分析。

显然，热点可能是造成这样大的熔化程度的原因。事实上，假定仅仅是温度引起了亚速尔热点区的熔化作用，我们就可以计算出这个热点下的地幔温度需要比在这条洋脊下其它地方的地幔温度约高200个摄氏度。

有没有方法可以检验这个温度计算值及其基本假定的正确性呢?已经提出了许多地质温度计。它们基于如下意见，即某些在地幔中处于平衡状态的共存矿物对会进行取决于温度的化学反应。例如，在一种地幔橄榄岩中的斜方辉石和单斜辉石会互相反应直到它们达到一种取决于温度的平衡成分。实验室所做的实验已经标定了这一关系。因此，测定这一共存矿物对的成分就能指出此矿物对的成员达到平衡时的温度。

我使用了两种地质温度计于大西洋中脊的橄榄岩上，一种是由纽约州立大学石溪分校的Donald H．Lindsley想出设计的，而另一种是由牛津大学的Peter R．A．Wells想出设计的。结果出人意料。它们在热点区都没有表现出较高的温度：甚至可能该热点区的温度还稍微低一些。

为什么我们在一个显示出高熔融程度的地区没有发现较高的地幔温度呢?一种可能性是该区的上地幔所具有的成分使其更易于熔化。水可能是主要的因素。由加州理工学院的Peter J．Wyllie东京大学和华盛顿卡内基研究所的Ikuo Kushiro以及其他一些人的实验表明的橄榄岩中微量的水和其它挥发性元素都会使其熔化温度急剧下降。因此，如果这样一种“湿”地幔在一段洋脊之下向上涌时，它就会比正常的、“干”地幔在地球更深的地方开始熔化。在橄榄岩到达地面以前，它所达到的熔化程度比干地幔在同样温度下所达到的熔化程度要大得多。

有没有证据表明在亚为速尔热点区之下的上地幔比在大西洋中脊下其它地方的地幔更湿呢?确实有。几年前罗德岛大学的Jean—Gury E．Schilling及其合作者们报道，位于北纬35度到45度之间的热点这一部分的玄武岩所含的水比正常洋中脊玄武岩中所含的水要多二到三倍。这些玄武岩还有异常高的挥发性元素(如氯和溴)含量。而且，Schillin还发现来自该热点洋脊部分的玄武岩比正常洋中脊玄武岩有着大得多的某些化学元素(主要是轻稀土元素)的含量。这些元素的异常高的含量意味着在热点区的母体地幔中含有丰富的这些元素。

因此，似乎可以说在亚速尔热点之下的地幔不同于正常的大西洋中脊之下的地幔之处与其说是它更热还不如说是在某一阶段加入了水和其它流体从而改变了它的化学成分和熔化行为。地幔橄榄岩的这种由流体所引起的化学变化称为交代作用。这就可以解释为什么靠近地表的湿地幔会比正常地幔熔化得多一些的缘故。这还可以解释为什么根据亚速尔热点处的橄榄岩计算出的平衡温度并不比平均值为高的缘故。熔化反应要消耗热量，因此上涌地幔的部分熔融实际上会使周围的地幔冷熔化程度越高，热量的丢失就越大。

引起地幔交代作用的水是从哪里来的呢?一种可能的来源是在人洋边缘俯冲带处古老大洋岩石圈的岩板的下沉。这过程使水再循环进入地幔．水也可能是：脱气过程中从上地幔中释放出来的。例如，甲烷，一种可能存在于深部地幔内的气体，一旦上涌作用达到上地幔区时甲烷就可能受到氧化。这个反应可以产生水(和碳，呈现为金刚石或石墨的形式)。

由于推导出的亚速尔热点的温度低于地幔的平均温度，因此这个热点显然不符合于通常的定义人们又如何来区分热点的不同类型(那些确实很热的类型以及那些并不那幺热的类型)并推测其起源呢?氦气可以给我们一个答案。氦可以形成两种稳定的同位素：氦3和氦4。氦4是在地壳内由于铀和钍的放射性衰变而不断产生的。大多数研究人员认为氦3是在地球诞生的初期混入地球内的原始气体的：完全逃逸而留下来的。氦3和氦4在地球九气层和海水中的比例大约为一比一。

迄今为止在一些洋中脊取相同的岩石样品中这一比值是不同的。由斯克里普斯海洋研究所的Harmon (raig以及伍兹雀尔海洋研究的时Mark D．Kurz分别领导的两个研究组已指出一些洋中脊的玄武岩中氦3与氦4的比值比大气中此二者的比值要高七倍像威夷岛和冰岛之F的这些点处青的比值还要更高，或许为大中二者比值的30倍。氦3的量很大表明在这些地点一些古老的气体正在逃逸出来。因此，具有较高氦同位素比值的热点区证实了下述看法，即是它们代表了来自地球深处的炽热地幔柱的上涌作用。

有少数热点——亚速尔热点是其中之一—出现有氦3和氦4的比值小于洋中脊玄武岩的此比值。这些热的氦3不知为什么丢失了或被稀释了。因此亚速尔热点可能是一个地幔内较为表生成因的常熔化区。它不可能与起源于深部地幔或核一幔界面处的热地幔柱有联系。这类热点可能并不是真的很热或许最好可归入“湿热点”类，因为流体可能在它们的形成中起了关键性的作用。

我们对来自大西洋中脊的地幔橄榄岩的研究结果表明，某些具有较冷地幔温度的区域可能代表了地幔对流循环的回程——即是下降区为了了解这一推论，我们有必要考察一下亚速尔地区以南的情况，也就是大西洋中脊的赤道带,从赤道大西洋海底回收的橄榄岩的矿物成分表明它们很少或没有经历过熔化这意味着该处的地幔温度极低。俄罗斯科学院维尔纳汝基地球化学研究所的Na-dia Sushevskya在她对来自赤道大西洋的玄武岩的研究工作中也得出了类似的结论。此外.赤道大西洋中脊的地壳比较高纬度处该洋脊的地壳在大地水准面之下更深，并且在赤道大西洋脊之下的上地暢地震波速也比在较高的玮度处者为快。这两种观测结果都意味着在大西洋赤道区之下的上地幔较致密井且较冷，那里的上地幔的温度可能要比该洋脊之下其它地方的地幔温度要低150个摄氏度还多。

对相对较冷和较致密的赤道上地幔的一个可能的解释是它起源于下降的地幔流。来自北大西洋和南大西洋地幔区的上涌地幔柱可能在此相会，把它们的热量传给周围较冷的地区然后下沉。

Klein Jeffrey WeisseI和Dennis E.Hayes以及他们在拉蒙特多赫蒂地质观测站的合作者们在延伸于澳犬利亚和南极洲之间的一段洋中脊内也发现了多少有些相似的情况这条洋脊异常之深而且从其地壳内回收的玄武岩也给出它们是由于在地幔内仪有着极有限的熔化而形成的证据他们的发现与下述看法是致的，那就是从太平洋和印度洋之下延伸过来的广阔的地幔对流流动在澳大利亚和南极洲之间汇合然后下沉。

下降的大西洋地幔带出现于赤道位可能不是任意的。可能地球的自转与地幔的对流是有着密切联系的现象。乔治-达尔文(查理-达尔文的第个儿子)于十九世纪末指出。巨大地块(例如大陆)在地表的分布情况对地球自转轴的位置有影响。从那以后又有若干科学家对地幔内的密度非均一生如何引起真极移(即是指整个地幔相对于地轴的移动)进行了研究。真极移是由于转动物体具有使其耗费于自转的能量最小这一自然趋势而产生的。

地球内部质量的再分配可以被记录在地幔内。斯克里普斯海洋研究所的已故的H．William Menard和LeRoy M.Dorman提出洋中脊在海水下的深度一般取决下纬度：洋脊朝赤道方向变深而朝两极方向越来越浅此外，重力测量结果也揭示出在赤道地区之下有着过剩的质量。这数据意味着异常冷而致密的物质存在于赤道下的上地幔内。

冷而致密的岩板下沉进入地幔看来影响了真极移有证据强烈表明靠近地表的地幔没有较深的地幔那样粘滞。任何能达到地幔的致密物质，例如那些出现在某些大洋边缘俯冲带内的致密物质都会影响自转轴的位置。赤道具有向致密物质处移动的趋势。如粜高密度物质位于赤道附近处，那么在赤道上的地幔内就可能是沉降流和较冷的地幔热点占优势。这种现象至少可以从定性上解释为什么在大西洋的赤道带甚至可能还有太平洋的赤道带存在着冷的上地幔带从而引起正常熔化作用的缺乏。

下降的地幔界面可能解释赤道区的特殊地质情况。1835年，在查理·达尔文的那次乘英舰“小猎免犬”号的著名航行期间。他曾到过一些稍微露出在海平面之上的荒无人烟的岩石小岛。这些小岛，就是现在称之为圣彼得一圣保罗礁的群岛，位于大西洋中部，刚好在赤道以北几英里。达尔文描述了一属称为鲣鸟的海鸟的巢居鸟群是如何在这些礁上与大型红蟹争夺每一块可利用的空间的。同样的争夺情况在今天还可以观察到。

达尔文还指出，这些小岛与大多数大洋群岛在地质上不同，因为它们不是火山岛。这一观察结果已经得到证实．这是在最近由史密森研究所的William G．Melsm和纽约州Mary K.Ronden及其助手们所作出的。圣彼得一圣保罗礁是由橄榄岩组成弄表了上地幔的—个隆起岩体。

然而，圣彼得一圣保罗礁的橄榄岩不同于沿大西洋中脊的其它地方所采集的橄榄岩。圣彼得一圣保罗礁橄榄岩中矿物的化学成分表明这些矿物很少或没有经历过熔化。这些物质在低温下的地幔内是达到了平衡的它们与大陆(即“前大洋”)裂谷的撖榄岩(例如在江海宰抖尔杰德岛上蘸曲椴概岩)相似，而不象来自洋脊的橄榄岩。此外，它们表现出在地幔内受到交代作用强烈影响的迹象——其强烈程度大于我们从大西洋中脊采集到的橄榄岩样品。

因此，这些圣彼得一圣保罗小岛的出露看来是对大陆裂谷为典型的地幔而不是对洋中脊为典型的地幔。的确，由Roden及她的同事们所进行的地球化学研究工作表明影响圣彼得一圣保罗地幔的交代作用大约发生在一亿五千万年前；这一时代标态着非洲和南美洲在赤道大西洋处分开之间的一个裂谷阶段(也就是指联合古陆瓦解过程之前的某个时候)。

那么先前是大陆之下的地幔的些块体又是怎样被留在大西洋的中心的呢?答案可能在于面临着赤道地区一块玲而致密的上地幔时联合古陆破裂的方式上。

当大西洋最初开启时一块比正常地幔为冷的赤道地幔可能意味着沿赤道带有—个较冷且较厚的大陆岩石圈。(一亿年前的赤道大约是沿着今天的同一位置穿过未来的非洲和南美洲的大西洋海岸线的。)这一冷而厚的赤道岩石圈—定会阻挡裂谷从南向北的蔓延。因此赤道地幔区的行为可以看成是象一个“堵塞带”(1ockedzone，在法国地质学家VincentE．Courtillot所使用的意义上去理解)。结果，赤道夫西洋的开启就很缓慢。这样慢的开启可能会形成巨大的赤道断裂带，这些断裂带在今天作为水平断错开洋中脊各片段的东西向破裂而可以被看到。

在赤道大西洋开启的过程中，这些断裂带受到强烈的压应力和猛烈的岩石圈块体的垂直运动。因此，地壳块体可能会周期性地通过大西洋上升然后又下沉。然而，大西洋中部可能会留下某些大陆岩石圈的碎块——例如我们将其顶部鉴定为圣彼得一圣保罗小岛的那些大陆岩石圈碎块。因此，正如热的上涌地幔区形成了特殊类型的火山群岛一样，冷的下降带也能起另一种类型岛屿的出现。

推测这些岛屿的升降如何影响地球上的生命是很有趣的。绿色海龟(Chelonia mydas)的迁移行为是—个例子。这些海龟生活在巴西海岸附近但是为了产卵要经过2000公里的艰苦旅行到阿森松岛去，这一难以理解的行为可能植根于在八千万年前曾兴旺过的它们祖先的行为中。那时赤道大西洋还很狭窄。这些远古的海龟可能使用出现在靠近巴西海岸的岛屿作为其产卵地。随着大西洋的开启，这些岛屿中的一些下沉了，因此它们的后代被迫将其艰苦跋涉的旅程延伸数百公里。

在地质学家建立起—个完整的有关地幔对流及其对表面地质的影响的模式之前还有许多工作要做。由于向洋底派遣潜艇并不总是可行，因此其它技术，例如震波层析X射线照相术，一定会进一步得到发展，使之用来从热点中区分出湿的热点。关于地幔对流的成因以及它是否延伸到下地幔中的争论还会持续下去。的确，有理论家、地球物理学家、地球化学家和岩石学家参加的专题学术讨论会总是引起热烈的讨论和许多不同意见。只有一点是一致的：地球的地幔是非常有生气的并且是一个令人激动的研究领域。