在大西洋深处，距葡萄牙海岸约1000公里处，隐藏着一个巨大的水下峡谷系统，其规模甚至令美国科罗拉多大峡谷相形见绌。这个被称为"国王海槽复合体"的地貌，由绵延500公里的海沟和深海盆地构成，并非由湍急水流冲刷形成，而是源自远古时期撕裂海床的剧烈构造运动。
在距离葡萄牙海岸约1000公里处，有一个最显著的例子。这个被称为"国王海槽复合体"的巨大水下结构延伸约500公里，包括一系列平行的海沟和深海盆地。其东部边缘是皮克海渊，大西洋最深的地点之一。
是什么造就了如此庞大的构造？由亥姆霍兹基尔海洋研究中心领导的国际研究团队揭示了新的线索。他们的研究成果发表在美国地球物理联合会出版的《地球化学、地球物理学、地球系统学》期刊上。
"研究人员长期以来一直怀疑构造过程——即地壳的运动——在国王海槽的形成中扮演了核心角色，"首席作者、GEOMAR海洋地质学家Antje Dürkefälden博士说。"我们的研究结果现在首次解释了为什么这个显著的结构恰好在这个位置形成。"
欧洲与非洲之间的海底裂谷
新的研究表明，大约在3700万至2400万年前，分隔欧洲和非洲的板块边界曾暂时穿过北大西洋的这一部分。随着构造板块移动，该地区的地壳被拉伸和断裂，从东向西逐渐张开，就像拉开拉链一样。
解开谜团的一个重要线索埋藏在更深处。在板块边界移动到该区域之前，那里的海洋地壳已经变得异常厚且受热。这种状况是由地幔中上升的热物质造成的。这股被称为地幔柱的稳定熔岩流起源于地表深处。研究团队认为，这是现今亚速尔地幔柱的一个早期分支。
"这种增厚、受热的地壳可能使得该区域在力学上变得更弱，因此板块边界优先转移到了这里，"合著者、GEOMAR海洋地质学家Jörg Geldmacher博士解释道。"当板块边界后来进一步向南移动到现代亚速尔群岛附近时，国王海槽的形成也随之停止。"
地幔活动如何塑造大西洋
国王海槽提供了一个清晰的例子，展示了深层地幔过程和移动的构造板块如何相互作用。地表深处的活动可以为后来的地壳变形做好准备，影响主要断裂和裂谷最终形成的位置。
这些发现也揭示了大西洋更广泛的地球动力学历史。类似的过程今天可能仍在进行中。在亚速尔群岛附近，一个名为特塞拉裂谷的相似海沟系统正在另一个海洋地壳异常厚的区域形成。
绘制国王海槽地图
这些结论基于2020年由Antje Dürkefälden领导的METEOR号考察船M168研究航次期间收集的数据。科学家们使用高分辨率声纳制作了详细的海底地图。随后，他们使用链式挖泥机从海沟系统的几个部分采集了火山岩样本。
回到实验室后，研究团队分析了岩石的化学成分。选定的样本在美国威斯康星大学麦迪逊分校进行了年代测定。额外的水深测量数据来自葡萄牙研究机构大陆架扩展任务结构。来自基尔大学和哈勒-维滕贝格马丁·路德大学的研究人员也为这项研究做出了贡献。