科學家觀察到太平洋海底構造板塊的崩解

研究人員首次發現海底破碎過程中存在俯衝帶。胡安德富卡板塊在沉入北美之下時逐漸解體，而不是立即全部塌陷。這項發現發表在《科學進展》雜誌上，為這些巨大的地質系統如何演化提供了前所未有的證據，並且可以加深科學家對太平洋西北地區地震行為的理解。

研究小組利用先進的地震反射成像與地震資料結合，揭示了板塊的活動破碎。這些數據來自 2021 年卡斯卡迪亞地震成像實驗 (CASIE21)，在 Marcus G. Langseth 船上進行。哥倫比亞大學氣候學院的研究人員，包括 Suzanne Carbotte 和 Anne Bécel，使用 15 公里長的水下感測器網路向海底發送聲波。

為什麼俯衝帶會失活

俯衝帶移動大陸，引發大地震，造成火山爆發，並將古代地殼拉入地函深處。然而，這些系統不會無限期地持續下去。如果它們繼續下去，大陸將會堆積，海洋將會消失，大部分地質歷史將會被抹去。幾十年來，科學家一直想知道是什麼導致這些過程停止。

該研究的主要作者、路易斯安那州立大學助理教授布蘭登舒克將這種現像比喻為行駛中的火車。啟動俯衝帶需要付出巨大的努力，類似於將火車推上山。然而，一旦啟動，它就像一列全速下降的火車，無法停下來。沙克作為哥倫比亞大學拉蒙特-多爾蒂地球觀測站的博士後研究員進行了這項研究。

卡斯卡迪亞下逐漸分裂

答案就在卡斯卡迪亞地區溫哥華島海岸附近。在那裡，胡安·德·富卡板塊和探索者板塊緩慢地滑入北美板塊下方。利用先進的成像技術和地震數據，科學家觀察到該區域開始主動分裂。盤子不僅會下沉，還會下沉。它在一個連續的過程中破裂。

地震影像的工作原理類似地球內部的超音波。他們揭示了板塊碎片的部分，並在很深的地方形成了複雜的結構。研究人員發現了幾個大的斷裂，其中包括板塊下沉約三英里的主要斷層。

觀察到的碎片的主要特徵：

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• 75公里長的斷層，地震活動多變
• 地震頻繁地區與異常地震靜默區交替出現
• 隨著時間的推移，斑塊的各個部分會分階段脫落
• 創建更小的微板塊和新的構造前沿

板塊在塌陷過程中的表現如何

舒克解釋說，斑塊不會立即完全消失，而是逐漸破碎，形成更小的微孔板。這個過程就像一列火車慢慢脫軌，一節車廂接著一節車廂。當一塊完全斷裂時，它就停止產生地震，因為岩石不會黏在一起。這些無聲的縫隙顯示部分板材已經分離，且裂縫正在逐漸擴大。

拉蒙特國家實驗室的科學家蘇珊娜·卡博特指出，研究人員早就知道，當板塊的較輕部分到達邊界時，俯衝作用會減慢。然而，從來沒有如此清晰地描述過這個過程。新發現有助於更了解塑造地球的構造板塊的生命週期。

俯衝帶的間歇性閉合

研究顯示俯衝帶不會同時失效。相反，它們透過偶發性或零碎的終止來終止，在這個過程中，斑塊會分階段破裂，不同的部分會隨著時間的推移而脫落。當較小的碎片脫落時，較大的板就會失去向下驅動的力量。

數百萬年來，這種動量的逐漸喪失會使整個俯衝系統停滯。這個過程解釋了在其他陸地區域觀察到的有趣特徵。例子包括以前研究人員無法完全理解的古代構造板塊碎片和火山活動模式，例如在下加利福尼亞州附近發現的古代法拉隆板塊的遺跡。

對太平洋地震的影響

科學家現在正在研究這些新發現的裂縫如何影響該地區未來的地震。一個基本問題是大規模破裂是否會透過這些裂縫傳播，或者裂縫是否會改變地震能量傳播的方式。

目前，研究結果並沒有顯著改變卡斯卡迪亞的整體風險。該地區仍然有可能產生強烈的地震和海嘯。將這些新細節納入模型將提高對太平洋西北地區地震災害的理解和模擬。