我们可能正在目睹板块的消亡

胡安·德富卡板块的巨大裂缝可能解释了俄勒冈州中部为何有火山

在美国西海岸沿海的海洋下方，一块垂死的构造板块中的巨大裂缝可能正在地球表面造成破坏，但方式可能并非大多数人所预期的那样。

一项新的研究发现，这个巨大的裂缝非常大，可能引发北加利福尼亚州海岸附近的地震，并可能解释俄勒冈州中部为何有火山。

这项新研究的研究人员并非首次提出密歇根州大小的胡安·德富卡（发音为“wahn de fyoo-kuh”）板块存在裂缝。但得益于新的、详细的数据集，他们是第一个肯定地说出这一点的。

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“其他人一直在争论裂缝是否存在，但我们可以非常自信地说它是真实存在的，”加州大学伯克利分校地球与行星科学系博士生、研究主要负责人威廉·霍利告诉《生命科学》杂志。

胡安·德富卡板块很长，沿着太平洋西北海岸延伸约 600 英里（1,000 公里），从加拿大温哥华岛到加利福尼亚州门多西诺角。“它没有任何部分在水面上。它是一个完全的海洋板块” 正在俯冲或潜入另一个板块，在本例中是北美板块（一个大陆板块），霍利说。

从 2011 年到 2015 年，科学家们乘船前往胡安·德富卡板块的不同部分，将海底地震仪放入水下，让这些传感器收集来自世界各地地震的地震数据，为期一年。

一年结束后，研究人员返回，捞起地震仪并上传数据，这使他们能够创建板块的层析成像或布局。然后，他们将设备部署到板块上的其他位置。“这是一项巨大的社区努力，”霍利说。

来自这些地震仪的数据显示了地震波如何在板块中传播，这反过来揭示了有关板块成分和不同温度的信息。俄勒冈州中部下方的一个区域显示高速地震波存在缺口，霍利将其解释为孔洞。

但为什么会存在这个孔洞呢？霍利和研究合作者、伯克利地震实验室主任理查德·艾伦假设，胡安·德富卡板块中存在一个薄弱带，这是因为该板块形成于两个重叠的脊段。当海洋板块的这个薄弱带位于大陆板块下方时，它会从下往上（从下侧向上）解开，形成裂缝。

“这种撕裂最终可能导致板块破碎，而板块小碎片的剩余部分将附着到附近的其它板块上，”研究人员在研究中写道。换句话说，“我们正在目睹一个板块的消亡”，但这至少需要数百万年才能消亡，霍利说。

霍利和艾伦估计，孔洞位于地下 155 至 60 英里（250 至 100 公里）之间。裂缝本身顶部较窄，深度加深，宽度约为 120 英里（200 公里）。

此外，似乎有物质正在通过裂缝向上挤压，这可能导致大约 1700 万年前俄勒冈州中部高熔岩平原的火山形成，霍利指出。事实上，太平洋西北地区有多少地理和地震特征符合研究人员的假设，这令人难以置信，他说。

“这个故事将层析成像中的孔洞与板块中已知的薄弱带、俄勒冈州的一系列火山中心以及北加利福尼亚州海岸附近的一系列地震和断层联系起来，”霍利说。

该研究是“一篇发人深省的想法论文”，美国地质调查局波特兰分局的退休研究地质学家雷·威尔斯说，他没有参与这项研究。

“我很高兴看到更多数据表明胡安·德富卡板块中存在孔洞，”威尔斯在电子邮件中告诉《生命科学》杂志。“孔洞与胡安·德富卡板块中俯冲带薄弱位置的巧合很有趣，可能有助于产生撕裂。”

该研究于 7 月 11 日在线发表在期刊 地球物理研究快报上。