研究：构造板块在下沉过程中虽被明显削弱但并未完全破裂

现在，在《自然》最近发表的一项研究中，科学家们称他们已经找到了一个调和这两种说法的答案。板块在下沉过程中被明显削弱，但并没有削弱到它们完全破裂的程度。

这一发现是在科学家们将构造板块置于计算机生成的破坏性地质力量的考验中之后得出的。该模型显示，当板块进入地幔时它突然向下弯曲进而使其冷而脆的背部破裂。同时，弯曲改变了沿其底部的岩石的细粒结构，从而使其被削弱。结合起来，这些压力沿着板块的薄弱点挤压它，这使它大部分保持完好无损的状态，但会像一条滑溜溜的蛇一样被分割开来。

这意味着板块尽管变得折叠和扭曲，但仍继续被拉到下面。

据研究人员称，该模型预测的情况跟日本的观察结果相符。对太平洋构造板块在日本地下俯冲的区域的研究发现了板块向下弯曲的大裂缝，它们显示了出下面有较弱物质的迹象。来自德克萨斯大学奥斯汀分校的Steve Grand进行的深层地震成像也揭示了日本地下地幔的构造形状。

研究的论文共同作者、来自德克萨斯大学杰克逊地球科学学院的教授Thorsten Becker指出，这项研究不一定是关于俯冲板块发生了什么的结论，但它为解释几个重要的地质过程提供了一个令人信服的案例。

“这是计算地球科学力量的一个例子我们把地质学和岩石力学告诉我们正在发生的这两个过程结合起来，我们学到了一些关于地球如何工作的一般物理学知识，这是我们所没有想到的。作为一个物理学家，我觉得这很令人兴奋，”Becker协助开发了这个模型，。

研究的主要作者、苏黎世联邦理工学院的地球物理学教授Taras Gerya补充称，直到现在，地球物理学家还缺乏对构造板块如何弯曲而不破裂的全面解释。

当研究人员使用更热的内部进行模拟时，事情变得有趣了，其跟早期地球类似。在这些模拟中，构造蛇段只进入地幔几英里就断裂了。这意味着俯冲作用会断断续续地发生，这就提出了现代板块构造在过去10亿年内才开始的可能性。

“就我个人而言，我认为有很多很好的论据证明板块构造的历史要长得多，但我们的模型所揭示的机制表明，事情可能对地幔的温度比我们想象的更敏感，而且我认为，这可能导致有趣的新讨论途径，”Becker说道。