远古时期超级大陆的出现，把地幔分成了两部分。

地球在其演化史上曾有数个时期只存在一个单一的超级大陆。Mark Garlick

新的研究结果显示，地球内部在数亿年前盘古超级大陆的形成和解体过程中也发生了分裂。这一过程同时也造就了著名的环太平洋火山带。

这里说的地球内部指的是地幔。地幔是地壳以下地核以上的地球内部区域。现在的地幔可以分为非洲和太平洋两个区，其物质构成有明显区别。非洲区始于亚洲东海岸和澳洲，向西跨越非洲和欧洲，直至北美西海岸；太平洋区则位于整个太平洋的下方。非洲区包含的元素和同位素种类比太平洋区要多得多。

来自澳大利亚柯廷大学的研究人员称，地幔的分裂反映了过去几十亿年间地球表面两个超级大陆的循环演化。在此期间，地球表面出现过两个连成一体的超级大陆：一个是形成于大约12亿年前，并于7.5亿年前解体的罗迪尼亚（Rodinia）超级大陆；另一个是形成于大约3.35亿年前，并于大约2亿年前开始解体的的盘古（Pangaea）超级大陆。今天科学家所观测到的大部分地质特征，是在这两个古大陆演化过程中形成的。

超级大陆是由较小的板块组装而成的，而这些超级大陆的板块组装区就在今天地幔非洲区的顶部。随着海洋的闭合，海洋板块会滑入大陆板块下方，这种现象在地质学上被称为“俯冲”。板块的俯冲有时候会把来自大陆板块的岩石，以及各种元素和同位素带入超级大陆下方的地幔。

这一地质循环在超级大陆形成后仍会继续，但情形稍有不同。罗迪尼亚大陆，以及后来的盘古大陆边缘处的海洋地壳，在板块组装完成后仍在向大陆地壳下方俯冲，且这一过程会再次侵蚀掉一些来自已经组装完成的超级大陆岩石，并形成漏斗效应，将几乎一切向超级大陆下方输送。

即使在盘古超级大陆解体后，这一过程留下的印记仍然保留在地幔的深处和浅表。研究人员分析了3983个来自地中海海底中央山脉的岩石样本——来自浅表地幔的熔岩曾经在那里涌出并凝结成火山岩或玄武岩——并用机器学习的方法，将玄武岩中的元素和同位素构成，与来自全球各地同一地质时期的样本进行了比较。结果发现无论是深层地幔还是浅层地幔，都可以分成非洲和太平洋两个部分。

这一研究结果表明地幔和地表活动之间存在着关联。科学家目前尚未完全理解超级大陆为何最终会分裂，但据信与炽热地幔物质从所谓的大型低速切变区（LLSVPs）上升有关。这两个像瘤子一样依附在外地核之上的异常区域，一个位于地幔的太平洋区下方，另一个位于地幔的非洲区下方。

地幔区的化学构成既与地表相关联，也与地球内部极深处相关联。研究人员表示，理解这些自然进程，能够帮助地质学家确定有利用价值的地幔物质——比如稀土元素的聚集点。板块运动也与生命元素，比如碳和锌的循环息息相关——它会把这些元素从地球的深处带到地表。这表明，行星的地质活跃程度对于生命的孕育演化和繁衍生息极为重要。地球是已知存在板块活动的唯一行星，现在到了解它的运作机制和特殊性的时候了。

参考Large-scale mantle heterogeneity as a legacy of plate tectonic supercycleshttps://www.nature.com/articles/s41561-024-01558-3