地质构造的转折：直布罗陀如何在未来封闭大西洋

新研究揭示的直布罗陀俯冲带的缓慢活动表明，它可能很快会加速并导致大西洋的关闭，从而标志着地球地质演变的一个重要阶段。这一发现强调了俯冲入侵对塑造我们星球的重要性，并凸显了该地区发生重大地震活动的可能性。资料来源：美国国家航空航天局

大西洋类型的海洋注定会不断扩张，最终将成为下一个超大陆的外部海洋。目前，地球的外部海洋是太平洋。太平洋中间也有一条裂缝，但它以俯冲带为界，因此最终会关闭。沿着它的边缘，地震和火山爆发比比皆是--这种模式被称为"火环"。

俯冲和海洋封闭

每个威尔逊周期的海洋闭合阶段都要求内部海洋边缘从被动向主动（俯冲）边缘过渡。大西洋沿岸的大洋地壳古老而厚重，因此具备了俯冲的条件，但在俯冲之前，它必须断裂和弯曲。在自然界中，唯一能使这样的大洋板块断裂的力量是来自另一个俯冲带的板块拉力。

但这不会自发发生。那么，内部海洋周围的俯冲是如何开始的呢？

直布罗陀俯冲带从 3000 万年前到未来 5000 万年的演变示意图。摘自 Duarte 等人，2024 年。资料来源：João C. Duarte

大西洋目前有两个俯冲带：小安的列斯群岛和斯科舍。但它们都不是在大西洋自发形成的；它们是在白垩纪时被太平洋的俯冲带所挤压，然后沿着大陆狭窄、几乎没有陆桥的转型边缘传播的。它们跃过了海洋。

观测直布罗陀的潜没现象

今天，在大西洋东岸的直布罗陀，我们有机会观察到这一过程的最初阶段，即所谓的俯冲入侵，而这一跳跃发生在不同的盆地--这里是地中海。

这是一个非常宝贵的机会，因为观测任何特定构造过程的起始点的机会都是有限的。而俯冲起始阶段很难观测，因为它几乎不会留下任何痕迹。俯冲一旦开始，就会抹去其初始阶段的记录；被俯冲的板块最终会进入地幔，再也不会暴露在地表（罕见情况除外）。

地中海直布罗陀俯冲带的活动一直备受争议。直布罗陀弧形成于渐新世，是西地中海俯冲带的一部分。虽然我们可以在它下面的地幔中看到俯冲板块，但目前几乎没有进一步的运动。

突出显示大西洋俯冲带的地图，西侧为发育完全的小安的列斯群岛弧和斯科舍弧，东侧为初生的直布罗陀弧。摘自 Duarte 等人，2018 年。来源：João C. Duarte

杜阿尔特等人刚刚在《地质学》（Geology）杂志上发表的一篇新论文表明，直布罗陀是活跃的--只是目前正处于缓慢运动阶段，因为俯冲板块非常狭窄，它正试图拉下整个大西洋板块。

杜阿尔特解释说："[这些]是地球上一些最古老的地壳，超级坚固和坚硬--如果它再年轻一些，俯冲板块就会直接断裂，俯冲就会停止。不过，它的强度还勉强够用，因此移动得非常缓慢。"

俯冲的未来及其影响

作者新开发的重力驱动三维计算模型显示，这一缓慢阶段还将持续 2000 万年。之后，直布罗陀俯冲带将侵入大西洋并加速。这将是大西洋东侧地壳循环的开始，也可能是大西洋本身开始关闭的开始，从而启动威尔逊周期的新阶段。

从广义上讲，这项研究表明，俯冲入侵（即在外部海洋形成新的俯冲带，然后迁移到内部海洋的过程）很可能是大西洋型海洋中俯冲起始的常见机制，因此在我们星球的地质演化过程中发挥着关键作用。

在当地，直布罗陀俯冲目前仍处于活跃期，这一发现对该地区的地震活动具有重要影响。在这一缓慢阶段，预计复发间隔时间会很长，但仍有可能发生高震级事件，如 1755 年里斯本地震，因此需要做好准备。

关于直布罗陀弧的未来，还有许多问题有待解决。杜阿尔特下一步的工作重点之一是确定俯冲的确切几何形状，这需要评估附近大陆边缘的相对强度。

编译来源：ScitechDaily