直布罗陀俯冲带正在侵入大西洋

海洋不断发生变化，时间跨度往往长达数百万年。直布罗陀海峡下方的俯冲带经过一段时间的静止后，将继续侵入大西洋。葡萄牙里斯本大学（Universidade de Lisboa）和德国美因茨约翰内斯-古腾堡大学（Johannes Gutenberg University Mainz）的科学家利用计算机模拟显示，从西地中海开始的俯冲带将延伸到直布罗陀海峡下方的大西洋。他们的预测表明，这一发展将导致 5000 万年后形成一个新的大西洋俯冲带，随后将下沉到地球的地幔中。

直布罗陀俯冲带迁移的三维计算机模拟结果。图片显示了俯冲带在 5000 万年后如何向大西洋传播。图片来源：Nicolas Riel

新的地球动力学模型解释了直布罗陀俯冲带的演变及其可能的发展，这将有助于大西洋海底的更新。这些发现是里斯本和美因茨的合作伙伴多年合作的成果，最近发表在《地质学》（Geology）杂志上。

显示直布罗陀俯冲带随时间发展的模拟图。资料来源：Nicolas Riel 和 João Duarte

海洋有各自的生命周期

海洋产生并发展，但最终会缩小并关闭--这一系列事件被称为威尔逊周期。这一周期的基石之一是俯冲的开始，即海洋岩石圈返回地幔进行再循环。

日本地质大学的鲍里斯-考斯教授说："大西洋是独一无二的，因为这里几乎没有俯冲带，与太平洋形成鲜明对比。大西洋中唯一发育完全的火山岛弧俯冲带是加勒比海的小安的列斯群岛弧和阿根廷南端与南极之间的斯科舍弧，它们都形成于白垩纪。现在即将侵入大西洋的直布罗陀弧是第三个。因此，大西洋是一个独特的实验室，可以对俯冲起始进行分析。"

突出显示大西洋俯冲带的地图，西侧为发育完全的小安的列斯群岛弧和斯科舍弧，东侧为初生的直布罗陀弧。摘自 Duarte 等人，2018 年。来源：João C. Duarte

直布罗陀弧是西地中海自约 3000 万年前的渐新世以来形成的俯冲带的一部分。如今，该弧的大部分位于地中海最西端的阿尔博兰海之下，并已延伸至大西洋。在过去的 500 万年里，它向西传播的速度有所减慢，因此一些研究人员得出结论，它可能已经完全失去活动能力。

鲍里斯-考斯教授和尼古拉斯-里尔博士强调说："我们不同意这种观点。我们的计算机模拟使我们能够准确地重建直布罗陀弧的物理发展，并评估其未来的发展。"

在计算过程中，研究小组使用了 JGU 的 MOGON II 超级计算机。模拟从 3000 万年前开始，显示俯冲带弧逐渐从法国/西班牙地中海地区向南移动。大约 1700 万年前，弧中心到达北非。卡比利群岛等岛屿随着南移而漂移，并与北非大陆相连。

鲍里斯-考斯教授说："我们的模型也有助于解释某些地质观测结果。大约 1000 万年前，所谓的板块（即下部板块中已经进入地幔的部分）开始向大西洋推进。直布罗陀弧的大西洋俯冲带目前大致位于西班牙和葡萄牙边界线上。"

美因茨和里斯本的地球物理学家预计，未来弧的扩张速度将减慢，大约在 2000 万年后将几乎停滞。在此之后，俯冲带的迁移速度将加快，在随后的3000万年里，俯冲带将以半圆形的形式扩展到大西洋，形成一个新的大西洋俯冲系统。

该模型再现了俯冲带从一个关闭的大洋--本例中为地中海--通过一个狭窄的海洋走廊传播到一个新的开放大洋--大西洋的过程。"我们的模拟首次表明，这种形式的直接迁移是可能发生的，"发表文章的第一作者、里斯本大学的若昂-杜阿尔特教授补充说。

编译自:ScitechDaily