据西班牙《阿贝赛报》网站11月3日报道，在地质学史上，科学家首次见证了一个此前仅存在于书本中的现象：地球的一个构造板块正在发生解体。

这并非突如其来的灾难，也不是迫在眉睫的威胁，而是一个漫长、持续数百万年的缓慢“消亡”过程。它正发生在北美太平洋沿岸，一处俯冲带(即一块板块俯冲到另一板块下方的区域)正在分崩离析。

这项发现由路易斯安那州立大学的布兰登·沙克领衔的地质学家团队发表在《科学进展》杂志上。借助一种能为地球做“超声检查”的技术，研究人员得以“实时”(在地质时间尺度上)观测到那些致命裂缝：它们正在瓦解这块海洋板块，未来数百万年间，将永久改变该地区的地质版图。

这项研究不仅揭示了地壳表面的演化规律，还将助力优化全球最危险地区之一——卡斯凯迪亚断层的地震风险模型。这里迟早会发生令人畏惧的“超级大地震”。

地球“构造机制”

近几十年来地质学研究逐渐揭示，地幔并非静止不动。它是一片深度超3000公里的熔融岩石“海洋”，上面漂浮着巨大的岩石“冰块”——即构成地壳的构造板块，也就是地球薄薄的固态“外壳”。所谓“俯冲带”，是这些漂浮板块发生碰撞、摩擦或相互俯冲的区域。板块在此沉入地球深处，“循环再生”为新的海洋地壳。这一持续不断的“死亡与新生”循环，已延续约30亿年。

因此可以说，俯冲带是地球的“发动机”：它们驱动大陆在全球不断漂移，也是造成大规模火山喷发和毁灭性地震的根源。但如果俯冲带持续生成新地壳，还不断推动大陆碰撞，为何所有海洋至今仍未消失？简单答案是：俯冲带并非永恒存在。若它们永不消亡，大陆将持续碰撞、堆叠，彻底抹去地球过往的所有地质记录。但一旦启动，这种“机制”又能被什么阻止？

沙克用一个比喻解释：“启动一处俯冲带，就像试图推火车上坡——需要巨大的力量。但一旦它开始移动，就如同火车下坡，根本无法阻挡。要让它停止，需要戏剧性的事件，本质上就是‘火车相撞’。”

碎片完全断裂

在卡斯凯迪亚区域北端的温哥华岛附近，科学家找到了这个问题的答案。在这里，胡安·德富卡板块和探险家板块正缓慢俯冲到北美板块下方，这一过程产生了巨大的地震张力。

研究团队利用2021年卡斯凯迪亚地震成像实验收集的数据，通过超声波研究海底地下。他们从一艘船上向海底发射声波，再用一条15公里长的水听器(一种能捕捉水下声音的特殊麦克风)记录回声。

通过这种方式获得的高分辨率图像，揭示了一个令人震惊的事实：探险家板块正在发生断裂。研究团队实际观测到，多条裂缝贯穿海洋板块，其中一条长约75公里的大断层正活跃地撕裂整个板块结构。在某个特定位置，板块脱落的部分已比相邻部分下沉了近5公里。巨大的张力正催生一条新的构造边界。

用沙克的话说：“这是我们首次清晰观测到一处俯冲带正在‘消亡’的瞬间。板块并非突然停止活动，而是一块块被撕裂，形成更小的微板块和新的边界。所以，这不像火车猛烈相撞，更像是看到一列火车缓慢脱轨，一节车厢接着一节。”

该机制被命名为“间歇性终止”或“分段终止”。其关键在于所谓的“转换边界”，即板块发生侧向滑动的断层。这些断层就像巨大的“地质剪刀”，垂直“切割”俯冲带。每块脱落的板块碎片都会成为独立的微板块。

研究指出，这一过程正在发生的最明确证据，不仅来自地震图像，还来自“活动缺失”现象。事实上，在75公里长的撕裂带中，部分区域仍有地震活动(因为岩石仍相互“粘连”)，而另一些区域则陷入了令人不安的地震静默。

沙克和同事认为，这种无地震活动的“空白区”，是板块碎片已完全断裂脱落的明确信号。随着重量和接触面减小，俯冲板块失去了将其拉向地幔的引力，整个系统会缓慢停止运作。

火山活动起源

卡斯凯迪亚这一渐进式撕裂过程的发现，其意义远超该区域本身，它为理解全球多地发生的“地质之谜”提供了关键线索。

例如，几十年来，科学家在全球多个地区观测到“废弃”的板块碎片和异常的火山活动爆发。墨西哥下加利福尼亚海岸就是一例，这里已发现所谓的“化石微板块”。它们是巨大的法拉永板块的破碎残骸，该板块曾俯冲到美洲西海岸下方。

科学家此前已知，这些碎片证明那处巨大的俯冲带已经“消亡”，但将其粉碎成小块的具体机制一直不明确。对卡斯凯迪亚的新研究填补了这一空白：法拉永板块并非在单次灾难性事件中坍塌，而是逐步解体，留下的残骸成为地质见证。

这种渐进式撕裂的影响深远。随着板块碎片分离，地底下会形成所谓的“板块窗”，这些开口让极热的地幔物质得以上升至地表，引发强烈的火山活动爆发。

这一发现再次与地质记录完美契合。“这是一个渐进的分解过程，一次发生一个片段，”沙克表示，“这与我们在地质记录中看到的完全一致，火山岩的年龄会按特定序列变年轻或变老，恰好反映了这种逐步撕裂的过程。”

影响地震产生

卡斯凯迪亚俯冲带全球闻名，原因只有一个：它是“超级大地震”的潜在发源地。这种特大地震可能在太平洋引发前所未有的灾难。这个断层系统绵延近1100公里，从加利福尼亚州北部延伸至加拿大不列颠哥伦比亚省。历史和地质数据显示，该区域能引发震级超过9.0的地震，随后还会伴随毁灭性海啸。上一次此类重大事件发生在1700年1月26日，据估计，这类特大地震的平均复发周期为300至500年。因此，我们正处于风险窗口期内。

那么，卡斯凯迪亚的板块撕裂是否会增加“超级大地震”的发生概率？科学家认为，至少在人类时间尺度的短期内，不会。事实上，无论是否发生撕裂，卡斯凯迪亚仍完全有能力引发大规模地震和海啸。但这一发现对制定地震风险模型仍至关重要。了解北部板块正在分裂破碎，证实了整个俯冲带的复杂性。

此前研究已表明，卡斯凯迪亚并非单一连续的断层，而是至少分为四个片段，这些片段既可能独立破裂，也可能同时破裂。因此，新发现的撕裂现象和微板块，为这些模型增添了更多复杂层面。如今，科学家需要确定：特大地震是否会通过这些新形成的断层传播？或者相反，这些破裂点和新边界是否会起到缓冲作用，从而改变地震破裂在地球表面的传播方式？（编译/韩超）