研究人员首次发现海底破碎过程中存在俯冲带。胡安德富卡板块在沉入北美之下时逐渐解体，而不是立即全部塌陷。这一发现发表在《科学进展》杂志上，为这些巨大的地质系统如何演化提供了前所未有的证据，并可以加深科学家对太平洋西北地区地震行为的理解。
研究小组利用先进的地震反射成像与地震数据相结合，揭示了板块的活动破碎。这些数据来自 2021 年卡斯卡迪亚地震成像实验 (CASIE21)，在 Marcus G. Langseth 船上进行。哥伦比亚大学气候学院的研究人员，包括 Suzanne Carbotte 和 Anne Bécel，使用 15 公里长的水下传感器网络向海底发送声波。
为什么俯冲带会失活
俯冲带移动大陆，引发大地震，引起火山喷发，并将古代地壳拉入地幔深处。然而，这些系统不会无限期地持续下去。如果它们继续下去，大陆将会堆积，海洋将会消失，大部分地质历史将会被抹去。几十年来，科学家们一直想知道是什么导致这些过程停止。
该研究的主要作者、路易斯安那州立大学助理教授布兰登·舒克将这种现象比作行驶中的火车。启动俯冲带需要付出巨大的努力，类似于将火车推上山。然而，一旦启动，它就像一列全速下降的火车，无法停下来。沙克作为哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站的博士后研究员进行了这项研究。
卡斯卡迪亚下逐渐分裂
答案就在卡斯卡迪亚地区温哥华岛海岸附近。在那里，胡安·德·富卡板块和探索者板块缓慢地滑入北美板块下方。利用先进的成像技术和地震数据，科学家观察到该区域开始主动分裂。盘子不仅会下沉，还会下沉。它在一个连续的过程中破裂。
地震图像的工作原理类似于地球内部的超声波。他们揭示了板块碎片的部分，并在很深的地方形成了复杂的结构。研究人员发现了几个大的断裂，其中包括板块下沉约三英里的主要断层。
观察到的碎片的主要特征：
- 75公里长的断层，地震活动多变
- 地震频繁地区与异常地震静默区交替出现
- 随着时间的推移，斑块的各个部分会分阶段脱落
- 创建更小的微板块和新的构造前沿
板块在塌陷过程中的表现如何
舒克解释说，斑块不会立即完全消失，而是逐渐破碎，形成更小的微孔板。这个过程就像一列火车慢慢脱轨，一节车厢接着一节车厢。当一块完全断裂时，它就停止产生地震，因为岩石不会粘在一起。这些无声的缝隙表明部分板材已经分离，并且裂纹正在逐渐扩大。
拉蒙特国家实验室的科学家苏珊娜·卡博特指出，研究人员早就知道，当板块的较轻部分到达边界时，俯冲作用会减慢。然而，从来没有如此清晰地描述过这个过程。新发现有助于更好地了解塑造地球的构造板块的生命周期。
俯冲带的间歇性闭合
研究表明俯冲带不会同时失效。相反，它们通过偶发性或零碎的终止来终止，在这个过程中，斑块会分阶段破裂，不同的部分会随着时间的推移而脱落。当较小的碎片脱落时，较大的板就会失去向下驱动的力。
数百万年来，这种动量的逐渐丧失会使整个俯冲系统陷入停滞。这个过程解释了在其他陆地区域观察到的有趣特征。例子包括以前研究人员无法完全理解的古代构造板块碎片和火山活动模式，例如在下加利福尼亚州附近发现的古代法拉隆板块的遗迹。
对太平洋地震的影响
科学家们现在正在研究这些新发现的裂缝如何影响该地区未来的地震。一个基本问题是大规模破裂是否会通过这些裂缝传播，或者裂缝是否会改变地震能量传播的方式。
目前，研究结果并没有显着改变卡斯卡迪亚的总体风险。该地区仍然有可能产生强烈的地震和海啸。将这些新细节纳入模型将提高对太平洋西北地区地震灾害的理解和模拟。