洋盆的开启与闭合是板块构造理论中的一个基本过程。最后一个超大陆(盘古超大陆)的大多数裂解事件都发生在大火成岩省侵位后的1000万年以内，表明岩石圈破裂与地幔柱活动具有密切联系。然而，地幔柱在这一过程中的作用仍存在争议。虽然由外部构造力驱动的被动裂谷作用已得到充分认可，但纯粹主动裂谷——即仅凭上升的地幔柱就能撕裂大陆——的可能性却鲜少受到关注。

本研究利用开源动力学建模代码ASPECT 2.5.0，系统检验了在没有任何外部拉张力的情况下，地幔柱能否完全裂解大陆板块（图1）。实验表明，这种情况在物理上是可能的，但仅在非常特定的条件下才能发生：地幔柱必须具有异常高的浮力，并得到深部地幔的持续物质补给，同时其上覆的大陆岩石圈必须异常高温且薄弱。

模型再现了地幔柱到达后不到1000万年内大陆成功裂解的过程，这与在盘古超大陆裂解过程中许多实际案例所观察到的时间尺度相吻合。值得注意的是，极端浮力地幔柱与过热板块同时出现的案例在地质上非常罕见。因此，尽管纯主动裂谷作用在理论上可以发生，但在过去5亿年间它不是大陆裂解的主导机制。相反，塑造我们现代海洋的那些裂解事件很可能是由地幔柱活动与外部构造力共同驱动的。该研究深化了我们对大陆如何分裂的认识，并强调了多种控制因素在板块构造中的重要性。

助理教授Alexander Koptev是论文的第一作者和通讯作者。共同作者包括Alessio Lavecchia、Sierd Cloetingh、Michaël Pons、Enrico Marzotto、Sascha Brune、István Kovács、Magdala Tesauro、Fred Beekman、王勤、Stephan V. Sobolev、Claudio Faccenna和Laurent Jolivet。

本研究得到了匈牙利研究基金、ERC MEET基金、DFG基金以及欧盟（ERC，EMERGE）的资助。

论文链接：Koptev, A., Lavecchia, A., Cloetingh, S., Pons, M., Marzotto, E., Brune, S., et al. (2026). Numerical modeling of purely active (plume‐produced) continental rifting and break‐up. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 131, e2025JB033048. https://doi.org/10.1029/

图1.数值模拟中观察到的典型演化模式。

（a）“无裂谷”模式。（b）“裂谷”模式。（c）“破裂”模式。

左侧图件显示成分场、地表地形和地壳减薄程度（定义为当前地壳厚度与初始地壳厚度之比）；中间图件给出黏度分布及速度场；右侧图件显示黏度图中虚线矩形框区域内积累的塑性应变。