这项发表在《科学进展》（Science Advances）上的发现表明，一个俯冲带正在活跃地破裂成碎块。俯冲带形成于一个构造板块被迫俯冲到另一个板块之下并被推入地球深处的地方。它们引发了地球上一些最大的地震、强烈的火山爆发，以及大陆和洋盆的长期变化。
然而，直到现在，科学家们很少有JianCe的机会看到这些巨大系统中的一个是如何走向生命尽头的。
俯冲带如何消亡
俯冲是不断重塑地球表面的主要过程之一。当大洋板块沉入另一个板块之下时，地壳物质被向下带入地幔，即地壳下方的炽热层。
这些系统可以保持活跃数百万年，但不可能无限期地持续下去。否则，大陆最终会堆积在一起，海洋将会消失，地球的大部分地质历史将被抹去。
这给地质学家留下了一个根本性的问题：究竟是什么导致了一个成熟的俯冲带停止活动？
“启动一个俯冲带就像试图把火车推上坡——需要巨大的努力，”路易斯安那州立大学地质学家、该研究的主要作者布兰登·舒克（Brandon Shuck）说。“但一旦它动起来，就像火车冲下坡一样，无法停止。要结束它需要一些戏剧性的事情——基本上，就是一场火车相撞事故。”
科学家们现在可能正在观察这一过程在卡斯卡迪亚（Cascadia）地下展开。
在卡斯卡迪亚地下破裂的构造板块
在温哥华岛近海，胡安·德富卡板块（Juan de Fuca）和探险家板块（Explorer）正缓慢地被迫俯冲到北美板块之下。该地区是卡斯卡迪亚俯冲带的一部分，这是一个沿着太平洋西北部延伸的广阔构造边界。
研究人员将详细的地震记录与地震反射成像结合起来，以观察海底深处的结构。该技术的原理有点像医学超声。科学家向地球内部发送声波，并测量这些波如何从不同的地下结构反射回来。
这些地震测量数据来自美国国家科学基金会（NSF）资助的2021年卡斯卡迪亚地震成像实验（CASIE21），在此期间，船上的研究人员向海底发送了声波。一条长15公里、携带有水下监听仪器的拖缆记录了返回的信号。
通过分析这些回声，科学家们创建了隐藏在海底下的结构的详细图像。显现出的结果令人震惊：巨大的断层和裂缝切穿了下沉的板块，包括板块似乎正在活跃地断裂开来的区域。
“这是我们第一次JianCe地看到俯冲带正在消亡的过程，”舒克说。“板块并没有一下子停止活动，而是一块一块地撕裂，产生了更小的微板块和新边界。因此，这不像是一场大规模的火车相撞事故，而更像是在看一列火车慢慢脱轨，一次脱轨一节车厢。”
贯穿板块的75公里裂缝
研究人员确定了贯穿大洋板块的几处裂缝。一个特别引人注目的特征涉及一个巨大的断错，其中部分板片下降了大约五公里。
“有一个非常大的断层正在活跃地破坏着板块，”舒克解释道。“它还没有百分之百断裂，但已经快了。”
地震活动为正在发生的事情提供了另一条线索。
沿着一条延伸约75公里的裂缝，部分地区继续产生地震，而其他地区则变得异常安静。这种差异很重要，因为地震发生在相连的岩块积累应力并突然滑动时。
“一旦一块岩石完全断裂，它就不再产生地震，因为岩石不再卡在一起了，”他说。
因此，裂缝部分没有地震表明该板块的一部分已经分离。据研究人员称，那个分离的区域正在逐渐扩大。
地壳可能正在一块一块地破裂
俯冲带似乎并没有在一次巨大的事件中崩溃，而是通过一系列较小的破裂来停止活动。
研究人员将该过程描述为“阵发性”或“分段式”终止。各个部分在不同的时间撕裂开来，缓慢地瓦解这个更大的构造系统。
转换边界起着重要作用。这些是地壳各部分相互侧向滑动的断层。在这种情况下，它们的作用几乎就像地质剪刀，切穿板块并帮助分离出单个碎块。
一旦一块分离出来，它就可以形成一个微板块。微板块本质上是地球坚硬外壳的一个较小部分，其运动在一定程度上独立于周围的主要构造板块。
同时，较大板块的附近部分可以继续下沉。
随着更多碎块脱离，剩余板块失去了维持俯冲的部分向下拉力。舒克将这个过程比作从失控的火车上拆下车厢。最终，系统中没有足够的部分以同样的方式继续运行。
每个单独部分的破裂可能需要几百万年的时间。然而，这些事件加在一起最终可以终结整个俯冲带。
古老的构造之谜开始变得JianCe
这一发现可能有助于解释在世界其他地方看到的地质谜团。
科学家们已经发现了废弃的板块碎块和不寻常的火山岩序列，它们似乎记录了古代俯冲系统的最后阶段。直到现在，研究人员有证据表明这些系统已经破裂，但关于该过程是如何展开的直接信息却少得多。
在加利福尼亚半岛（Baja California）近海可以找到一个重要的例子。
在那里，地质学家鉴定出了法拉隆板块（Farallon plate）留下的化石微板块，法拉隆板块是一个巨大的古代大洋板块，曾经延伸跨越东太平洋的大部分区域。
这些碎块长期以来表明，法拉隆板块并不是在一次事件中简单消失的。卡斯卡迪亚的观测现在为这种残余物是如何形成的提供了一个可能的解释。
一个正在消亡的俯冲带可能不会一下子崩溃，而是逐渐解体，留下较小的板块碎块作为地质证据散落在后方。
板块撕裂可能引发火山变化
这种破裂也可以改变地球表面深处发生的事情。
当下沉板块的一部分分离时，会形成一个被称为“板片窗”的开口。这个缺口允许地幔中更热的物质向表面上升。
上升的物质可以改变岩浆的产生，并可能促成火山活动的发生。
随着破裂的继续，构造边界可以发生移动，额外的微板块可以形成，俯冲系统的不同部分可能会在不同的时间停止活动。
“这是一个渐进的破裂过程，一次一个事件，”舒克说。“而且它与我们在地质记录中看到的情况非常吻合，在地质记录中，火山岩按反映这种逐步撕裂的序列变得越来年轻或越来越老。”
现代观测与古代岩石之间的这种联系为研究人员提供了一种解释早已消失的板块边界遗迹的新方法。
这对卡斯卡迪亚地震意味着什么
这些发现也给太平洋西北部提出了一个重要问题：这些新发现的裂缝会影响未来的地震吗？
研究人员现在想了解，大地震是否可以继续穿过其中一个断裂处破裂，或者板块受损的部分是否会改变破裂的路径。
破裂是沿着断层产生地震的快速运动。破裂传播的距离以及它沿途遇到的结构，可以强烈影响地震的规模和行为。
目前，研究人员强调，这一发现在人类时间尺度上并没有显著改变卡斯卡迪亚的地震危险性。
该地区仍然能够产生极大的地震和海啸。在海底观测到的破裂是在数百万年的时间里展开的，而不是几十年或几个世纪。
然而，将这些新发现的结构添加到地震模型中，最终可能会提高科学家对未来破裂行为方式的理解。
对于地质学家来说，卡斯卡迪亚提供了一件更罕见的东西：一个观察地球伟大构造系统之一如何一块一块地缓慢自我解体的机会。