地球岩石圈分為多個構造板塊，這些板塊不斷移動。這種運動導致超大陸的形成和分裂，以及海洋的產生、擴張和最終縮小，這個過程被稱為威爾遜週期。在威爾遜週期中，當像潘加大陸這樣的超大陸解體時，會形成一個內海。就潘加大陸而言，內部海洋就是大西洋。這個大洋中間有裂縫，邊緣是被動邊緣，這意味著其沿岸不會發生地震或火山活動。

新研究揭示的直布羅陀俯衝帶的緩慢活動表明，它可能很快就會加速並導致大西洋的關閉，從而標誌著地球地質演變的一個重要階段。這項發現強調了俯衝入侵對塑造我們星球的重要性，並凸顯了該地區發生重大地震活動的可能性。資料來源：美國國家航空暨太空總署

大西洋類型的海洋注定會不斷擴張，最終將成為下一個超大陸的外部海洋。目前，地球的外部海洋是太平洋。太平洋中間也有一條裂縫，但它以俯衝帶為界，因此最終會關閉。沿著它的邊緣，地震和火山爆發比比皆是–這種模式被稱為”火環”。

俯衝和海洋封閉

每個威爾遜週期的海洋閉合階段都要求內部海洋邊緣從被動向主動（俯衝）邊緣過渡。大西洋沿岸的大洋地殼古老而厚重，因此具備了俯衝的條件，但在俯衝之前，它必須斷裂和彎曲。在自然界中，唯一能使這樣的海洋板塊斷裂的力量是來自另一個俯衝帶的板塊拉力。

但這不會自發性發生。那麼，內部海洋周圍的俯衝是如何開始的呢？

直布羅陀俯衝帶從3,000 萬年前到未來5,000 萬年的演變示意圖。摘自Duarte 等人，2024 年。資料來源：João C. Duarte

大西洋目前有兩個俯衝帶：小安的列斯群島和斯科細亞。但它們都不是在大西洋自發形成的；它們是在白堊紀時被太平洋的俯衝帶所擠壓，然後沿著大陸狹窄、幾乎沒有陸橋的轉型邊緣傳播的。它們躍過了海洋。

觀測直布羅陀的潛沒現象

今天，在大西洋東岸的直布羅陀，我們有機會觀察到這一過程的最初階段，即所謂的俯衝入侵，而這一跳躍發生在不同的盆地–這裡是地中海。

這是一個非常寶貴的機會，因為觀測任何特定構造過程的起始點的機會都是有限的。而俯衝起始階段很難觀測，因為它幾乎不會留下任何痕跡。俯衝一旦開始，就會抹去其初始階段的記錄；被俯衝的板塊最終會進入地幔，再也不會暴露在地表（罕見情況除外）。

地中海直布羅陀俯衝帶的活動一直備受爭議。直布羅陀弧形成於漸新世，是西地中海俯衝帶的一部分。雖然我們可以在它下面的地函中看到俯衝板塊，但目前幾乎沒有進一步的運動。

突顯大西洋俯衝帶的地圖，西側為發育完全的小安的列斯群島弧和斯科舍弧，東側為初生的直布羅陀弧。摘自Duarte 等人，2018 年。來源：João C. Duarte

杜阿爾特等人剛剛在《地質學》（Geology）雜誌上發表的一篇新論文表明，直布羅陀是活躍的–只是目前正處於緩慢運動階段，因為俯衝板塊非常狹窄，它正試圖拉下整個大西洋板塊。

杜阿爾特解釋：”[這些]是地球上一些最古老的地殼，超級堅固和堅硬–如果它再年輕一些，俯衝板塊就會直接斷裂，俯衝就會停止。不過，它的強度還勉強夠用，因此移動得非常緩慢。”

俯衝的未來及其影響

作者新開發的重力驅動三維運算模型顯示，這個緩慢階段也將持續2,000 萬年。之後，直布羅陀俯衝帶將侵入大西洋並加速。這將是大西洋東側地殼循環的開始，也可能是大西洋本身開始關閉的開始，啟動威爾遜週期的新階段。

從廣義上講，這項研究表明，俯衝入侵（即在外部海洋形成新的俯衝帶，然後遷移到內部海洋的過程）很可能是大西洋型海洋中俯衝起始的常見機制，因此在我們星球的地質演化過程中扮演關鍵角色。

在當地，直布羅陀俯衝目前仍處於活躍期，這項發現對該地區的地震活動有重要影響。在這一緩慢階段，預計復發間隔時間會很長，但仍有可能發生高震級事件，如1755 年里斯本地震，因此需要做好準備。

關於直布羅陀弧的未來，還有許多問題有待解決。杜阿爾特下一步的工作重點之一是確定俯衝的確切幾何形狀，這需要評估附近大陸邊緣的相對強度。

編譯來源：ScitechDaily