資料來源：USGS Earthquake Catalog；繪圖：托馬斯·富克斯（Thomas Fuchs）；地圖製圖：裡普利·克萊格霍恩（Ripley Cleghorn）
俯衝帶指的是一個構造板塊俯衝到另一個構造板塊下方的區域，這裡引發了全球破壞性最強的地震和海嘯。但這些危險的俯衝帶是如何形成的呢？曾有假設認為，俯衝帶可能曾從單個位置開始，隨後“傳播”到全球其他地區，但一直難以得到證明。最近，《地質學》（Geology）的一項研究提供了可能的證據支援。
這一結果“並不只是猜測，而是基於地質記錄的充分論證”。葡萄牙里斯本大學的地質學家若昂·杜阿爾特（João Duarte，未參與這項研究）這樣表示。
俯衝運動會將地殼拖入地球深處，因此很難找到最早的俯衝帶的痕跡。但這項新研究找到了一個罕見的古老案例，提供了俯衝運動“傳播”的可能證據。該研究的作者稱，他們發現相鄰地殼的碰撞觸發了環太平洋火環（Ring of Fire，又稱環太平洋火山地震帶）的活動。這是一條巨型俯衝活動帶，引發了從美國阿拉斯加州到南印度洋的一系列地震和火山活動。
約3億年前，那時中國還被古特提斯洋和古亞洲洋分隔成許多孤島。隨著俯衝帶吞噬了這些海洋，分散的陸地碰撞拼合，一片新的大陸誕生了，從土耳其到中國境內的一系列山脈也隨之隆起。到2.6億年前，這種俯衝運動似乎已經擴散到了更多地區，開始拉動相鄰的太平洋板塊向地球深處運動。“古海洋閉合消亡的過程可能觸發了太平洋板塊向亞歐大陸下方的俯衝運動，”該研究的第一作者、英國杜倫大學的地質學家馬克·艾倫（Mark Allen）指出，“此後，這⾥的俯衝運動便⼀直以某種⽅式維持了下去。”
關鍵證據是“DUPAL異常”，這是一種古特提斯洋（現印度洋）地幔物質特有的地球化學特徵。研究者意外地發現西太平洋的火山岩也具備這一特徵。他們推測是古特提斯洋的地幔物質穿過板塊邊界向東擴散，從而引發了鄰近板塊的下沉。
但擴散的機制依然成謎。研究人員推測，突破點可能在轉換斷層（一類兩側板塊相對滑動的斷層，聖安德烈斯斷層就是典型的轉換斷層），板塊間碰撞角度或速度的細微變化會使緻密的洋殼失穩下沉，發生俯衝。杜阿爾特用水中的鋁箔打了個比方：“鋁箔本應漂浮在水面上，但輕輕觸碰就會使它沉入水中。”
如果俯衝運動真的可以像這樣“傳播”，那當前相對平靜的大西洋板塊邊緣是否會成為下一個目標？1755年的里斯本大地震是否暗示俯衝可能已經入侵了這裡？杜阿爾特推測，伊比利亞和加勒比部分地區可能正處於俯衝“傳播”的初始階段：“一億年後，可能會形成一條新的環大西洋‘火環’，這裡或許會像如今的環太平洋火環一樣活躍。”
本文選自《環球科學》7月刊“前沿”欄目。
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