近日，中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室、崂山实验室博士王亮亮（第一作者），李三忠教授（通讯作者）联合莫纳什大学Peter Cawood院士、瑞士联邦理工大学Taras Gerya院士等在国际权威地学期刊《Geological Society of America Bulletin》在线发表题为“Mantle cooling and continental growth control the initiation and cessation of plate tectonics（地幔潜热和大陆生长控制了板块构造起源和未来终止）”的研究成果。

板块构造的起源与演化是认识地球独特动力学系统的核心科学问题。长期以来，地幔冷却、大陆生长与板块构造启动之间的耦合机制一直存在争议，缺乏定量动力学约束。研究团队利用二维地球动力学数值模拟，系统揭示了地球构造体制转换的演化过程、关键时间节点与控制机理。 

模拟结果表明，地球构造演化存在启动、终止两次重大板块构造转型事件，整体可划分为三个演化阶段，受控于地幔持续冷却导致的岩石圈增厚与强度增强。地球早期以垂向构造为主，岩石圈强度与密度不足，无法发生稳定俯冲，不具备板块构造发育条件。随着地球内部热状态演变，岩石圈物性趋于成熟，俯冲作用得以稳定发生，现代板块构造体系正式建立并长期持续运行。在远期演化过程中，岩石圈将持续强化，俯冲作用逐渐受阻，最终导致板块构造彻底停止。研究进一步指出，岩石圈强度、密度及洋陆物性差异，调控了板块刚性与局部弱化的动态平衡，是驱动全球俯冲启动和构造体制转换的根本动力。结合模拟与地质记录约束，全球性现代板块构造大致启动于24–18亿年前，并将在未来21–23亿年逐渐终止。

地球演化的三阶段模型

该研究建立的岩石圈渐进强化演化规律具有行星尺度普适性，可为火星、金星等硅酸盐行星的构造演化对比研究提供重要理论支撑。

论文信息：Liangliang Wang, Liming Dai, Peter A. Cawood, Taras Gerya, Zhong-Hai Li, Xiaohui Li, Wenyong Duan, Shihua Zhong, Guozheng Sun, Shengyao Yu, Sanzhong Li; Mantle cooling and continental growth control the initiation and cessation of plate tectonics. GSA Bulletin 2026; doi: https://doi.org/10.1130/B38540.1