中科院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)重點實驗室深海地球動力學(xué)學(xué)科組助理研究員張江陽、研究員張帆、特聘研究員林間，聯(lián)合香港中文大學(xué)教授楊宏峰，在馬里亞納海溝俯沖巖石圈的三維撓曲形變研究上取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究近日在線發(fā)表于《構(gòu)造物理學(xué)》。

馬里亞納海溝位于西北太平洋洋底，其最深處的“挑戰(zhàn)者深淵”被譽為地球第四極，其深海溝是由于西太平洋板塊俯沖到菲律賓板塊之下形成的。板塊在俯沖過程中發(fā)生撓曲，當(dāng)應(yīng)力超過了板塊的強度，板塊就會發(fā)生斷裂，在海底形成正斷層，并誘發(fā)地震。海水通過正斷層進(jìn)入地球內(nèi)部，與周圍地幔巖石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，引起巖石蝕變（稱蛇紋石化）。俯沖板片最終將流體攜帶至地球深部，促進(jìn)了火山活動。因此，研究俯沖板塊形變對認(rèn)識俯沖帶淺部與深部的物質(zhì)與能量循環(huán)至關(guān)重要，而全球最深的馬里亞納海溝是揭示俯沖帶動力學(xué)過程的理想場所。

研究人員以馬里亞納海溝為對象，根據(jù)高精度海底地形、重力異常、地震等數(shù)據(jù)約束，首次模擬了整個馬里亞納海溝三維板塊撓曲，計算了撓曲應(yīng)力與破裂帶的三維空間變化，并揭示了馬里亞納俯沖板塊最南部的水通量明顯多于中北部。理論模擬得到的破裂屈服帶與觀測到的地表正斷層、拉張型地震，以及地震波速約束的板塊含水區(qū)變化吻合。

該研究揭示了馬里亞納俯沖板塊的三維破裂帶的空間分布特征，指出了俯沖帶巖石圈三維撓曲過程的重要性，模型可推廣至全球俯沖帶研究。