科學家首次觀測到地幔熱柱
就像醫生藉助超音波給人體做體檢一樣，科學家利用地震波對地球做了全身體檢，捕捉和描繪出了地球的內部圖像，展示了地球的內部結構，並首次直接“觀測”到源自地球內部的巨大地熱出口———地幔熱柱。
地幔是地球內部的構造層之一，介於地殼和地核之間，厚度達2800多千米，體積占地球總體積的83.3％，基本呈固態。分為上地幔、過渡層和下地幔三部分。因無法直接觀察，只能以間接的方法進行研究，包括利用地震波。科學家已經確認，類似夏威夷群島和冰島的大洋島是地殼在蠕動中經過發熱的地幔熱柱時形成的。儘管這種說法已經為大多數科學家所接受，但近幾年來，地幔熱柱的存在與否一直受到一些科學家的質疑。
地震波是地震震源釋放的能量波，分為面波和體波。體波指沿著一定傳播路徑穿過地球內部的波。這種地震波在地下遇到不同溫度和不同的物質時，傳播速度會出現微小的變化。在地熱區，地震波傳播速度會有所減緩，因為這些地區的岩石較其他地點的岩石略軟。因此，只要能夠發現地震體波是在減緩還是在加快，就能知道被監測的地點是冷還是熱。
美國普林斯頓大學、加利福尼亞大學、科羅拉多大學以及台灣國立大學的地球物理學家運用從全球3000個地震監測站採集到的地震波數據，對地球的內部結構進行了研究。這些監測站監視紀錄了自1964年以來發生的86000次地震。科學家分析了地震體波的速度變化，並根據這些數據繪製出了一張三維地形圖。他們注意到，在這張非常清晰的地圖上顯示出，地球地幔上有凸起的熱柱。
論文的主要作者，普林斯頓大學正在攻讀博士後的墨特里說，這是地幔熱柱存在的第一個可見證據。
當熱柱自己出現在他們繪出的地圖上時，研究人員將這些熱柱的所在地點和以往那些猜測中的地幔熱柱進行了對比，結果發現，兩者之間有著非常密切的相互關係。他們識別出32個地幔熱柱，它們大多為已知的，其中有一個就在美國黃石國家公園底下。還有一些是全新的，與以往推測的熱區沒有關聯，以往並不為人所知。
最先於1971年提出存在地幔熱柱的普林斯頓地球物理學家傑森·摩根說，這些結果對理解地幔熱柱邁出重要一步，有助於詮釋地球的演變過程，但也引發出一大堆新問題，亟待研究。與板塊構造學說一樣，都涉及地幔中的熱對流，但不同的是，板塊構造學說討論地幔最外層——軟流圈的對流與板塊移動的關係；而熱柱則牽涉到整層2900公里深的地幔的熱對流。因此有些科學家認為板塊構造釋放地幔的熱，地幔熱柱則釋放地核的熱。
現在我們知道，有兩種對流過程負責地球內部的熱交換：板塊構造與地幔熱柱。前者由冷卻的岩石圈地殼沉入軟流圈來驅動，當海洋地殼隱沒，軟流圈會被動地於中洋脊涌升而達平衡。後者由地核、地幔熱交換來驅動，熱物質沿細柱上升，並將熱帶離地核。地幔熱柱通常獨立於板塊運動。
