海底板块俯冲之谜-海洋探秘

近几十年来，随着海洋调查资料的增多，人们已经认识到海底最深的地方并不在大洋的中央，而是座落在大洋的边缘。这就是海沟，它们的深度都在6000—7000米以上。1932年，荷兰人万宁·曼纳兹利用潜水艇（它比海面船只平稳）测定海沟的重力，发现海沟地带的重力值特别低，使他迷惑不解，因为根据地块漂浮的地壳均衡原理，重力过小的地壳块体应当向上浮起，而实际上海沟却是如此的幽深。经过一番研究，万宁·曼纳兹认为，这可能是海沟地区受到了地球内部一股十分强大的拉力作用，所以才有下沉的趋势，从而形成幽深的海沟。

众所周知，海沟附近的地震活动是十分强烈的。1923年9月日，邻近日本海沟的东京、横滨一带发生大地震，就有大约14万居民丧生，据调查，全球80%的地震都集中在太平洋周围的海沟及其附近的大陆和群岛区，这些地震每年放出的能量，可与爆炸十万颗原子弹相比。有趣的是，海沟附近都是浅地震，向着大陆方向，震源的深度逐渐变大，最大深度可达700公里左右。把这些地震震源排列起来，便构成一个从海沟向大陆一侧倾斜下去的斜面。由于美国地震学家贝尼奥夫在1955年详细研究过这一倾斜的震源带，所以人们把它称为贝尼奥夫带。有些学者注意到日本人和达清夫早在1932年就已发现这一震源带，所以也称和达——贝尼奥夫带。当时认为，贝尼奥夫带代表大陆地块与海洋地块之间一条惊人的深断裂带。

本世纪60年代，人们认识到大洋中脊顶部是新洋壳不断生长的地方，沿80，000公里长的中脊顶部每年都要长出几厘米宽的新洋底条带（面积约3平方公里），而地球表面面积却并没有逐年增大，可见，每年必定有等量的洋底地壳在别的什么地方破坏消失了。看来，海沟和贝尼奥夫带就是洋壳破坏的最合适场所。海底地块（或称洋底岩石圈板块）沿海沟贝尼奥夫带以每年数厘米的速度俯冲潜入地下，倾斜的震源带标出了板块俯冲的形迹。地球科学家发现，在100—200公里厚的坚硬岩石圈之下，是炽热、柔软的软流圈，在那里不可能发生地震。海沟附近之所以有深度超过200公里的中、深源地震，正是坚硬岩石圈板块下插进软流圈中的缘故。这些中、深源地震就发生在尚未软化的下插板块之中。沿海沟地带两侧板块相互冲撞，从而激起了全球最频繁、最强烈的地震。也正因为海底沿海沟向下沉潜，才造成了如此深邃的海沟。可见曼纳兹的理论是有道理的。

那么，是什么力量导致洋底板块俯冲潜入地下呢？(www.xing528.com)

1975年，日本学者上田诚也等认为，洋底岩石圈密度较大，其下的软流圈密度偏低，所以洋底岩石圈板块易于沉入软流圈中。俯冲过程中，随着温度、压力升高，岩石圈发生转变，密度还会进一步增大。这就好比桌布下垂的一角浸在一桶水中，变重了的湿桌布有可能把桌面上的整块桌布（大洋板块）拉向水桶。上田等根据海沟总长度最大的太平样板块在全球板块中具有最高的运动速度，认为海沟处下插板块的下沉拖拉作用可能是板块运动的重要驱动力。如果确是如此，洋底板块理应遭受张应力作用，而近年来的发现，洋底板块内部却以挤压应力占优势。这一事实对于重力下沉的说法是个不小的打击。

另有一些学者提出地幔物质对流作用的观点，认为大洋中脊位于地幔上升流区，海沟则处在下降流区，正是汇聚下沉的地幔流把洋底板块拉到地幔中去。这一看法与上述万宁·曼纳兹的见解是一脉相承的。但是，目前我们还缺乏地幔对流的直接证据。也有一些学者强调地幔物质粘度太高，很难发生对流。因而，有关洋底板块为什么会下潜，直至全球板块运动和大陆漂移的驱动力问题，仍然是当今地球科学中最艰巨而又带根本意义的课题。