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　　2020年6月24日，Nature发表文章称，一个国际研究小组发现了第一个确凿证据，直接将地球深部的水循环与岩浆的产生和地震活动联系了起来。 

　　在地球深部循环的水和其他挥发物（如CO₂）在地球的演化过程中发挥着关键作用，如大陆的形成、生命的开始、矿产资源的聚集以及火山和地震的发生等。俯冲带是深部水循环中最重要部分——大量的水主要通过火山喷发而流入和流出。然而，有多少水、其如何通过俯冲活动进行运移，这对自然灾害和自然资源形成有何影响，在历史上一直知之甚少。 

　　当板块从最初在大洋中脊形成的地方到达俯冲带时，海水通过裂缝、断层和与矿物结合的方式进入岩石中。一旦到达俯冲带，下沉板块就会升温，挤压作用导致其部分或全部的水被逐渐释放出来。当水被释放时，会降低周围岩石的熔点并产生岩浆。这种岩浆是有浮力的，其向上移动，最终导致火山喷发。同时，这一过程也会引发地震，并可能影响地震震级，以及引发海啸。 

　　目前，大多数相关研究都集中于太平洋火环上的俯冲带。但是，这项研究的重点是大西洋板块，更具体地说，是位于加勒比海东部边缘的小安的列斯火山弧。来自英国布里斯托大学、杜伦大学、巴黎地球物理研究院（IPGP）等机构的多名地球物理学家、地球化学家和地球动力学学家参与了该项研究。他们收集了两次海洋科学调查的数据、临时部署的地震台站所记录的岛下地震，进行了实地地质调查、岩石样品的化学和矿物分析，以及数值模拟。 

　　为了追踪俯冲带长度方向上水的作用及影响，科学家们重点研究了熔融包裹体中硼的成分和同位素。结果显示，下沉板块中富含水的矿物蛇纹石是小安的列斯火山弧中部地区的主要供水者。综合地球化学和地球物理数据的进一步分析清晰地表明，下沉板块的结构和水量与火山演化及其相关危害直接相关。 

　　下沉板块最湿润的部分有大裂缝或断裂带，通过建立岛屿下方断裂带俯冲历史的数值模型，研究人员发现，小地震发生率最高的区域和低剪切波速区（说明存在流体）有直接联系。同时，富水断裂带的俯冲历史也可以解释为什么在地质历史上，它们产生了最多的岩浆。 

    总体上，该研究表明，在俯冲板块上发现含水断层结构，有助于了解火山和地震灾害的模式。虽然已经发现水的变化与较小地震的分布有关，但研究者又提出了新的问题：这种水的释放模式如何影响潜在的、更大的地震和可能发生的海啸，并起到预警系统的作用。（赵纪东 编译）    

　　来源：中国科学院兰州文献情报中心《地球科学动态监测快报》2020年第13期    

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