NG：多伦多大学关于板块构造新进展，呼吁需改俯冲机制

提名：多伦多大学（U.T.）和伊斯坦布尔技术大学的地球学家发现了板块构造的新过程，这表明在地壳应该被已知的板块边界过程地质改变之前，地球的地壳在区域尺度已经发生了巨大的破坏。作者强调需要修正我们目前对地球构造周期转换的认知。

研究背景：板块构造学说是解释地球表面以下地质过程的“假说”，是一个长达60多年来被普遍接受的似乎确凿的理论，该理论认为地球的外壳被分裂成大陆大小的固体岩石块，称为“板块”，它们在地球核心上方的岩石内层地幔上滑动。当板块在数百万年的时间里漂移并相互碰撞时，它们在板块边界处产生了从火山和地震到山脉和深海海沟等各种各样的地质过程。

最近，利用超级计算机模型，研究人员发现地球大洋板块正在被巨大的构造力撕裂。这项发现发表在本周《nature geoscience》上的一项研究中。

到目前为止，人们关于俯冲作用的认识只集中在这些漂移板块到达俯冲带后边界处的地质变形上，例如太平洋中的马里亚纳海沟，巨大的太平洋板块潜入较小的菲律宾板块之下，其中的物质被再循环到地幔中。

依据新的研究，认为漂流板块在远离两个碰撞板块边界的地方受到了更早的破坏，主要集中在微大陆带周围，这些大陆地壳碎片已从主体大陆块上断裂，形成了不同的岛屿，通常距离其起源地几百公里。

“我们的研究发现，由于俯冲过程，板块的一个完全不同的部分正在被拉开，并且处于构造周期的一个非常早期的阶段，”Erkan Gün博士说。麻省理工大学文理学院地球科学系博士后，该研究的主要作者。

研究人员称这种机制为“俯冲滑车”，俯冲部分的重量潜入另一个构造板块之下，拉动漂移的海洋板块，在潜在重大破坏的早期阶段撕裂脆弱的微大陆部分。

“早在微大陆碎片在碰撞板块边界的俯冲带中被吞噬之前，这种破坏就发生了，”该研究的合著者、多伦多大学地球科学系教授兼主席Russell Pysklywec说。他说，另一种看待它的方式是把漂流的海洋板块看作一个机场行李传送带，而微型大陆就像在传送带上旅行的行李碎片。

“当行李在传送带上移动时，甚至在行李到达主人面前之前，传送带系统本身就在撕开行李。”

研究人员在意大利和土耳其的高山地区对岩石的主要延伸进行了神秘的观察后得出了这一结果。这些观察结果表明，将岩石带到目前位置的构造板块在通常导致变形的碰撞和造山事件之前就已经受到了严重破坏。

Gün表示:“我们设计并实施了计算地球模型，以研究解释观测结果的过程。”“结果表明，我们用虚拟地球模型测量的岩石温度和压力历史，与在意大利和土耳其观察到的神秘岩石演化非常吻合。”

研究人员称，这些发现完善了板块构造学的一些基本方面，并呼吁对地球科学中的这一基本理论进行修正。

Pysklywec说:“通常情况下，我们假设——也传授——海洋板块的传送带太强大了，在全球漂移的过程中不会受到破坏，但我们证明了事实并非如此。”

摘要：

地体增生是一种普遍存在的板块构造过程，它将抗俯冲岩石圈的碎片输送到地壳中俯冲带，导致海洋-高原对接或大陆拼合和造山等事件。后碰撞大陆地体的延伸是一个与重力塌陷和/或海沟后退相关的有充分记录的构造过程。在这里，我们提出，微大陆地体在与上地壳碰撞之前，其自身也可以经历一次大幅度的伸展过程，该过程可能受控于俯冲板块的向沟部分的拉力。正演地球动力学数值实验证实，这种碰撞前的伸展可能发生在微大陆上的一个延长阶段，这些微大陆正朝着俯冲方向漂移区域。结果表明，碰撞前伸展的大小与微大陆的大小成反比岩层和强制收敛速度。我们发现，沿特提斯带的位置，即Sesia带和东部安纳托利亚是这种碰撞前伸展的证据，因为这种机制与地球热气压数据相一致和运动学分析。该俯冲滑轮的运行表明，漂移的岩石圈板块可能在到达和参与规则板块边界过程之前经历重大构造事件。

上图显示地中海高山地区主要造山带的分布。红星显示了发生碰撞前拉伸变形的微大陆位置。a，接近俯冲海沟的微大陆的构造环境。b，上覆板由于板坯后退而产生的弧后延伸。c，解释前板块微大陆(陆块)的伸展构造。d, Rosenbaum和Lister对西阿尔卑斯山的古构造解释，包括塞西亚块体在内的几个微大陆的增生前位置。

模型结果显示了微大陆宽度对板块的收敛速度的影响。

力学模拟显示了构造体系的基本动力学。这种模拟装置由质量、滑轮、阻尼器和连接这些元件的绳子组成。在我们的类比中，这些元素代表板块重量(板块拉力)、海沟、一个相对较弱的微大陆和一个较强的海洋岩石圈。a、微大陆向俯冲带漂移的初始状态。b，微大陆(阻尼器)在走向海沟的过程中，由于板块拉(质量)穿过俯冲带(滑轮)所施加的张力而延伸。c、吸积和板片断裂，往往发生在较弱的微大陆。

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• 校对：沈一洋

• 审核：王红东