来自哥廷根大学的国际研究团队发现,其中一块岩石样本所经历的路径与惯常的模型并不相符。
这里说的是来自巴布亚新几内亚的榴辉岩。四百万年前,这块岩石在俯冲带中下沉到地表以下超过90公里的深处。
对矿物包裹体的分析表明:在约45公里深处,岩石已经升温到大约700 °C。这明显高于现有热模型所预测的温度。
在90公里深处,温度约为800 °C——已经处于“冷”俯冲的范围内。由此可见,随着不断下沉,温度梯度从出乎意料的高温转变为相对低温。
“发现这种从热俯冲到冷俯冲的转变令人意外,因为它与我们目前关于俯冲带的热模型相矛盾,”哥廷根地球科学中心的扬·舍尼希博士指出。
浅层深度处热量过多的可能原因,是板块之间剪切应力带来的额外加热,或者俯冲带冷却的时间不足。这两个因素都可能起了作用。
关于俯冲带温度的精确数据,对于理解地震、火山活动以及长期碳循环十分重要。
这项研究的主要结论及其主要“亮点”在于, 科学家首次直观地证明:构造板块下沉的过程(俯冲)可能随着深度增加而彻底改变其温度状况,而旧的模型并未考虑到这一点。
为何这会改变游戏规则(全球意义)
- 对过往构造活动的重新评估: 如果我们曾视为“冷”俯冲证据的许多古老岩石实际上经历过高温阶段,那么我们关于数百万年乃至数十亿年前板块构造如何运作的认识可能是错误的。
- 灾害预测: 俯冲带的温度状况直接影响地震将如何发生(是深源强震还是浅源地震),以及地幔将如何熔融并为火山提供物质。
- 碳循环: 温度决定了有多少碳(以碳酸盐形式)会深潜入地幔,又有多少会通过火山返回大气。这是理解地球长期气候的关键。
研究结果发表在2026年1月的《Nature Geoscience》杂志上。该研究得到了德国研究基金会(DFG)的支持。


