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青藏高原碰撞诱发太平洋板块俯冲 成为国际地学界研究热点
时间:2020-09-27 08:22:30

板块构造理论是固体地球科学的基石,与量子力学、相对论、分子生物学一起,被誉为20世纪自然科学四大奠基性理论。板块构造体制起始的关键是板块俯冲起始。但迄今为止,板块俯冲是如何起始的一直存在争议,成为国际地学界研究热点。

中国科学院海洋研究所孙卫东研究员课题组研究发现,约5300万年前,印度板块与澳大利亚板块几乎同时与欧亚板块发生硬碰撞,在形成青藏高原同时,引发太平洋板块向西北俯冲。该研究结果近日在线发表在权威学术期刊《科学通报》上。

过去几年,国际上系统研究了西太平洋新生代板块俯冲起始机制。孙卫东课题组根据前期提出的“岩浆引擎”假说认为,由于板块密度差引起的自发俯冲应该起始于小范围俯冲,再逐渐向两侧扩展。因此,俯冲带不同部位俯冲起始时间存在明显差异。但是,新生代西太平洋板块年龄差异很大,这表明它们不是因洋壳年龄差异引起的自发俯冲,而是由太平洋板块重大变化所触发的。

是什么地质事件导致了太平洋板块发生如此巨大的转变呢?课题组为此重建了印度板块、澳大利亚板块与太平洋板块运动速率。结果发现,在太平洋板块发生转向前,印度板块与澳大利亚板块均在太平洋板块向西俯冲起始前发生了明显减速,表明新生代西太平洋板块俯冲是诱导俯冲。

距今约1亿至5300万年,印度板块、澳大利亚板块和太平洋板块均向北漂移。此时,太平洋板块向北俯冲,与澳大利亚板块之间藕断丝连,构造关系类似现今的印度板块与澳大利亚板块。在约5300万年前,印度板块、澳大利亚板块均与欧亚板块发生了硬碰撞,漂移速率大幅度降低。此时,太平洋板块向北漂移未受到阻挡,形成了一个巨大杠杆,导致太平洋板块运动方向改变,发生新的俯冲。这一发现支持了“岩浆引擎”假说,即老的洋盆碰撞闭合导致邻居洋盆新的板块俯冲,这正是板块构造体制得以持续数十亿年的关键。该板块俯冲起始机制为完善板块构造理论提供了重要制约。(记者刘成、通讯员王敏)

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