Nature: 海沟外侧隆起的脆韧性破坏导致板片分段( 二 ) 俯冲板片为板块构造动力过程

图3 动力学模型与海沟外侧隆起处正断层的断层断距对比。日本俯冲带(a-d)和中美俯冲带(e-h)分别与成熟的和不成熟的板片分段变形阶段的对比(改自Gerya et al., 2021)
在俯冲板片下方观测到的地震波低速体从浅部到深部（如Wang et al., 2020；王新等-NG：地幔过渡带中俯冲板片界面成像）似乎普遍存在。晶粒粒度的减小不仅会降低地震波速度，也会降低岩石的渗透率。因此，在晶粒粒度变小的区域可能成为熔体迁移的屏障(图4) ，导致部分熔融体聚集在俯冲板片下方。
作者进一步暗示，如果俯冲板片在海沟处发生强烈弱化，那么在地球早期，温度更高，可能更容易造成板片的变形，甚至断离。因此，随着地球的冷却，板片可能经历了早期间歇式俯冲到现今持续俯冲的演变。
倘若俯冲板片如作者指出的，在海沟处发生强烈弱化导致板片分段式变形，我们可能需要重新检验以往的动力学模型。俯冲板片在海沟处的挠曲是许多挥发分(如水、碳)进入深部地幔的区域，从而可能影响我们对俯冲带岩浆作用、中深源地震活动及挥发分循环的理解。另一方面，晶粒粒度演化对地幔对流的影响可能也是不可忽视的，其造成的影响还需要更一步的研究。

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图4 动力学模型与日本俯冲带的地震学观测的对比(改自Gerya et al., 2021)
主要参考文献
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编辑: 万鹏
美编：傅士旭
校对：李玉钤、赵娜

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来源：中科院地质地球所