新的研究表明，直布罗陀俯冲带的缓慢活动表明，它可能很快会加速，并最终会导致大西洋的关闭，标志着地球地质演化的一个重要阶段的开始。这一发现强调了俯冲入侵对塑造我们星球的重要性，并突出了该地区发生重大地震活动的可能性。
地球的岩石圈被划分为多个不断运动的构造板块。这一运动导致了超级大陆的形成和分裂，以及海洋的形成、扩张和最终缩小，这一过程被称为威尔逊循环。
在威尔逊周期中，当像盘古大陆这样的超级大陆解体时，内部海洋就形成了。以盘古大陆为例，其内部海洋是大西洋。这片海洋的中间有一个裂谷，侧面有被动边缘，这意味着它的海岸没有发生地震或火山活动。大西洋型海洋注定会继续扩张，最终将成为下一个超级大陆的外部海洋。目前，地球的外部海洋是太平洋。太平洋中部也有一个裂谷，但它受到俯冲带的限制，因此最终会闭合。在其边缘，地震和火山喷发比比皆是，这种带状分布的火山被人们称为火环。
俯冲和海洋关闭
每个威尔逊旋回的海洋闭合阶段都需要在内部海洋边缘从被动边缘过渡到主动边缘（俯冲）。大西洋沿岸的海洋地壳又古老又重，因此它显然已经做好了俯冲的准备，但在俯冲之前，它必须断裂和弯曲。自然界中唯一能破坏这样海洋板块的力量是来自另一个俯冲带的板块拉力。
但这并不是自发发生的。那么，俯冲是如何在内部海洋周围开始的呢？
图1.西地中海的演变，彩色轮廓线代表了从30 Ma到今天西地中海海沟位置的演变。红色轮廓多边形显示了大陆块的初始位置。
目前大西洋上有两个俯冲带：小安的列斯群岛和斯科舍省。但它们都不是在大西洋自发形成的；白垩纪期间，它们被太平洋的俯冲带强迫，然后沿着转换边缘传播，那里的大陆很窄，几乎没有陆桥。可以说，他们漂洋过海的来看望大西洋。
直布罗陀俯冲观测
目前，在大西洋东岸的直布罗陀，科学家们有机会观察到这一过程的最早阶段，即俯冲入侵，而跳跃发生在另一个盆地——在这种情况下，是地中海。
这是一个极其宝贵的机会，因为观察任何特定构造过程一开始的机会都是有限的。俯冲开始很难观察到，因为它几乎没有留下任何痕迹。一旦俯冲开始，它就会抹去其初始阶段的记录；俯冲板块最终进入地幔，再也不会暴露在地表（蛇绿岩的罕见情况除外）。
直布罗陀俯冲带在地中海的活动一直备受争议。直布罗陀弧形成于渐新世，是西地中海俯冲带的一部分。虽然我们可以在其下方的地幔中看到一个俯冲板块，但目前几乎没有发生进一步的运动。
Duarte等人刚刚发表在《geology》杂志上的一篇新论文表明，直布罗陀是活跃的——它目前正经历一个缓慢的运动阶段，因为俯冲板块非常狭窄，它正试图拉下整个大西洋板块。
作者解释道：“（这些）是地球上最古老的地壳碎片，超强而坚硬——如果它再年轻一点，俯冲板块就会断裂，俯冲就会停止。”。“尽管如此，它的力量还不足以支撑它，因此移动非常缓慢。”
俯冲的未来及其启示
作者开发的一个新的计算重力驱动的三维模型表明，这一缓慢阶段将再持续2000万年。之后，直布罗陀俯冲带将入侵大西洋并加速。这将是大西洋东侧地壳再循环的开始，也可能是大西洋本身开始关闭的开始，开启威尔逊循环的新阶段。
图2.30 m.y.模拟直布罗陀弧区域的透视图，对应于今天。（A） 东南鸟瞰图。（B） 从东南方向看地幔。红线是以200公里为间隔的深度等深曲线。
从广义上讲，这项研究表明，俯冲入侵，即一个新的俯冲带在外部海洋中形成，然后迁移到内部海洋的过程，可能是大西洋型海洋俯冲起始的常见机制，因此在我们星球的地质演化中起着关键作用。
在当地，直布罗陀俯冲目前仍然活跃的发现对该地区的地震活动具有重要意义。在这一缓慢阶段，预计复发间隔将非常长，但发生1755年里斯本地震等高震级事件的可能性仍然存在，需要做好准备。
关于直布罗陀弧的未来，还有很多问题有待解决。作者接下来将关注的一个方面是确定俯冲的确切几何形状，这将需要评估附近大陆边缘的相对强度。
参考文献：“Gibraltar subduction zone is invading the Atlantic” by João C. Duarte, Nicolas Riel, Filipe M. Rosas, Anton Popov, Christian Schuler and Boris J.P. Kaus, 13 February 2024, Geology.