在国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目资助下，中国科学院南海海洋研究所研究员丘学林团队与合作者，在马里亚纳俯冲带南段输入板块断裂和水化过程研究取得重要进展。相关成果近日发表于《通讯-地球与环境》（Communications Earth & Environment）。

沿OBS2017-1测线输入板块区段的速度结构。研究团队供图，下同

论文第一作者、中国科学院南海海洋研究所副研究员贺恩远介绍，马里亚纳俯冲带南段拥有地球最深点——“挑战者深渊”，其太平洋板块古老（约1.25亿年）、俯冲角度大、板块挠曲强烈，为典型“冷俯冲带”；而其西侧约100公里处却存在年轻的卡洛琳洋底高原（约3000万年）。这种新老并置的构造格局，为研究年轻洋底高原与古老洋壳共同俯冲对俯冲系统的影响提供了天然实验室。

研究团队利用横跨海沟的OBS2017-1广角深地震测线，基于走时模拟获得了沿测线的速度模型，发现卡洛琳高原“抵近”海沟会加剧输入板块的局部断裂与水化，具体表现为：地壳厚度从高原前缘至海沟由16.0公里快速减薄至7.5公里，揭示了从高原向正常洋壳的过渡；高原接近海沟时板块弯曲率最大，累计断距大于周围两侧，表明区域内破裂程度更大；该区域地震波速度显著降低，降幅超过“挑战者深渊”附近正常洋壳区，意味着更强烈的岩石圈断裂和蛇纹石化。

洋底高原向海沟运移过程中挠曲断裂和水化过程的变化。

研究团队综合横跨海沟的四条OBS测线速度模型与区域地质资料，提出了洋底高原与俯冲带相互作用的三个阶段：高原远离海沟时，输入板块发育宽缓、密集的小型断裂，呈中等程度水化；高原接近海沟时，应力集中于高原前缘与海沟之间的狭窄带，引发局部极强断裂和水化；高原进入海沟后，其高刚度导致自身断裂稀疏，水化较弱。

该研究首次揭示了洋底高原在进入海沟之前对俯冲带断裂与水化的局部强化作用，强调了俯冲带水化作用的非均质性。其研究成果对于认识全球洋底高原初始俯冲过程具有重要意义。（来源：中国科学报 朱汉斌 李淑）

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s43247-026-03408-z