齊魯網(wǎng)·閃電新聞9月18日訊 記者從中科院海洋所獲悉,該院孫衛(wèi)東研究員課題組發(fā)現(xiàn),約五千三百萬年前，印度板塊和澳大利亞板塊幾乎同時與歐亞板塊發(fā)生硬碰撞，在形成青藏高原的同時，引發(fā)太平洋板塊向西北俯沖。研究結果近日在線發(fā)表在權威學術期刊Science Bulletin（《科學通報》）上。

科研人員介紹,板塊構造理論是固體地球科學的基石，與量子力學、相對論、分子生物學一起，被譽為二十世紀自然科學四大奠基性理論。板塊構造體制起始的關鍵是板塊俯沖起始。但是，迄今為止，板塊俯沖是如何起始的一直存在爭議，是國際地學界研究熱點。過去幾年，國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃(IODP)投入數(shù)千萬美元，先后開展了4個鉆探航次，航次累計耗時超過8個月，系統(tǒng)研究西太平洋新生代板塊俯沖起始機制。目前得到的結論是，伊豆-小笠原-馬里亞納俯沖起始屬于自發(fā)俯沖起始，即由于洋殼年齡的差異導致密度的差異，進而使古老的洋殼俯沖到年輕的洋殼之下(Arculus et al., 2015; Maunder et al., 2020)。在俯沖板塊的拖曳下，太平洋板塊的漂移方向發(fā)生了改變，形成了著名的夏威夷-帝王島鏈大拐彎。

孫衛(wèi)東課題組根據(jù)前期提出的“巖漿引擎”假說，認為由于板塊密度差引起的自發(fā)俯沖應該是先小范圍開始俯沖，再逐漸向兩側(cè)擴展。因此，俯沖帶不同部位俯沖起始時間存在明顯的差異。但是，新生代西太平洋板塊年齡差異很大，與不同時代洋殼相關的伊豆小笠原-馬里亞納海溝、阿留申海溝和湯加-科馬迪克海溝的俯沖啟動時間卻基本相同。這就表明它們不是由于洋殼年齡差異引起的自發(fā)俯沖，而是由太平洋板塊的重大變化所觸發(fā)的。

是什么地質(zhì)事件導致了太平洋板塊發(fā)生如此巨大的轉(zhuǎn)變呢？為了解決這個問題，課題組對印度板塊、澳大利亞板塊和太平洋板塊的運動速率進行了重建，結果發(fā)現(xiàn)在太平洋板塊發(fā)生轉(zhuǎn)向之前，印度板塊和澳大利亞板塊均在太平洋板塊向西俯沖起始前發(fā)生了明顯的減速，表明新生代西太平洋板塊俯沖是誘導俯沖。

研究人員介紹,他們研究發(fā)現(xiàn)距今約1億-5300萬年，印度板塊、澳大利亞板塊和太平洋板塊均向北漂移。此時太平洋板塊向北俯沖，與澳大利亞板塊之間，藕斷絲連，構造關系類似現(xiàn)今的印度板塊與澳大利亞板塊。后者以印度洋的東經(jīng)九十度海嶺巨型走滑帶相連。在約5300萬年前，印度板塊、澳大利亞板塊均與歐亞板塊發(fā)生了硬碰撞，漂移速率大幅度降低。此時，太平洋板塊向北的漂移未受到阻擋，形成了一個巨大的杠桿，導致了太平洋板塊運動方向的改變，導致新的俯沖。

這一發(fā)現(xiàn)支持作者提出的“巖漿引擎”假說，老的洋盆碰撞閉合導致鄰居洋盆新的板塊俯沖，正是板塊構造體制得以持續(xù)數(shù)十億年的關鍵。這種板塊俯沖起始機制為完善板塊構造理論提供了重要的制約。該研究得到了中國科學院先導專項（XDA22050103, XDB42020203）、國家重點研發(fā)計劃（2016YFC0600408）、泰山學者（ts201712075）等聯(lián)合資助。

記者 劉洋 梁金鳳 通訊員 王敏 報道