在塔斯曼海（Tasman Sea）的新西兰南部，是一片风雨如磐的海洋，那里的波浪通常会膨胀20英尺（6米）或以上，并且在晴朗的日子里风速为30 mph（48 km / h）。在这些波涛汹涌的海面深处，地球也是不平静的。这个地区是Puysegur海沟的所在地，这是地球上最年轻的俯冲带之一。在这里，澳大利亚板块被推到太平洋板块之下，造成频繁的大地震，包括2004年的7.2级地震。
现在，新的研究揭示了这个婴儿俯冲带是如何形成的：数百万年来，澳大利亚和太平洋板块之间边界上的一些“隐藏”的西兰西亚大陆被拉伸和移动，从而导致了更密集的区域。大洋地壳撞击其中或之下。这一发现将不同类型的地壳相互定位在一个既存的板块边界上会导致俯冲，这一发现可能有助于解释世界上其他新的俯冲带是如何形成的。
研究的主要作者，德克萨斯大学奥斯汀分校的博士生布兰登·舒克说：“俯冲带是最重要的，甚至不是最重要的板块边界之一。” “它们确实是板块构造的主要驱动力，因此它们是地球上的板块真正运动的主要原因。而且，它们是极具破坏性的板块边界。……我们真的不太了解它们如何开始和发生。它们是如何形成的。”
《愤怒的四十年代》中的研究
俯冲带的形成是神秘的，因为俯冲带本质上是破坏性的。当一盘洋壳俯冲到大陆壳之下时，地表的岩石扭曲，破裂并变形。同时，大洋板流到地幔中，在那里融化得面目全非。这留下了很少的地质历史要研究。
Puysegur边缘的俯冲带还很年轻，以至于这一历史尚未被抹去。舒克对《生命科学》说，这使它成为回答俯冲带如何形成的问题的理想场所。关于构造板块如何破裂并开始俯冲尚无很好的解释。
但是，研究Puysegur的边缘并非易事，因为它位于“咆哮的四十年代”，即南纬40度到南纬50度之间的纬度，那里的风和流很残酷。作为南岛俯冲启动实验的一部分，科学家乘坐研究船Marcus Langseth于2018年前往该地区。舒克说，这是一次具有挑战性的旅行。为了避免狂风，船员不得不花将近四分之一的时间躲在小岛后面。
舒克说：“我们的船在某一点左右并排滚动了20度。” “真是一团糟。”
尽管有天气，研究人员仍能够部署海底地震仪并进行地下地震勘测，该方法利用反射的声波查看地下结构。
俯冲带的建立
新的数据使研究人员能够汇总年轻俯冲带的历史，这是Shuck在4月22日美国地震学会虚拟会议上发表的，当天该研究发表在《构造》杂志上。这一切始于大约4500万年前，当时澳大利亚和太平洋板块之间的新板块边界由于一种叫做延伸的力而开始形成-基本上，构造力像油灰一样将两块板块拉开了。
板块边界处的洋壳可预测地响应了这种扩展：随着地壳变薄，来自地幔的岩浆通过裂缝向上推动，变硬为新的岩石。这个过程称为海底扩散，这就是新的洋壳形成的方式。
但是有一个陷阱：西兰西亚的秘密大陆。 新西兰岛是大陆壳的一个被淹没的区域，大小与澳大利亚在新西兰附近相当。新西兰人栖息在这个延伸区的北端。由于大陆地壳较厚且更易浮起，在板块边界处作用的拉伸力无法使西兰西亚裂开。取而代之的是，大陆壳只是在扩散时才伸展开来，形成了一个稀疏的区域，现在称为索兰德盆地。
现在有两个盘子。西部的澳大利亚板块包括北部的西兰西亚大陆壳和南部的新洋壳。东部的太平洋板块也包括南部的洋壳。在北部，太平洋板块容纳了索兰德盆地稀薄的大陆壳。在板块边界处，大洋地壳与大洋地壳相撞，而大陆性地壳与大陆地壳相撞。
如果不是两千五百万年前的另一次构造变迁，可能几乎不会引起人们的兴趣。
那时，澳大利亚-太平洋板块边界不再分裂。取而代之的是，这些板块开始相互移动，形成了所谓的走滑断层。现在，太平洋板块向南移动，澳大利亚板块向北移动。这种相反的运动将澳大利亚板块的洋壳带到了太平洋板块上稀薄的Solander盆地大陆壳上。
舒克说，这是开始俯冲的关键：大陆壳比稠密的海洋壳浮力更大，这种浮力的差异使澳大利亚板块的较稠密部分在较轻的太平洋板块下方滑动，特别是因为这些大陆和大陆之间的边界。大洋板块已经被较早的走滑断层所削弱。舒克说，这些发现推动了走滑运动对构造的重要性。
他说：“盘子如何旋转非常重要。” “如果您只是考虑将事物拆开并推到一起，您并不会真正创造出如此大的反差，但是（带有）走线滑移，您正在翻译[滑动外壳的一部分]，并且它是超级高效的。请想象一下，随着板块相互滑过，您将使具有不同属性的材料最终聚集在一起。”
降低故障
舒克说，在全球其他地方，板块的压缩和汇聚都发生了走滑运动，特别是在温哥华以北的夏洛特皇后断层和阿拉斯加以南的地方。他说，该断层可能是一个可能形成俯冲带的地方。
但是，关于新西兰南部的断层，还有许多问题需要回答。澳大利亚国立大学的地球物理学家Caroline Eakin在4月22日举行的美国地震学会会议上发表讲话，描述了对Macquarie Ridge的一次研究之旅，该山脉位于新西兰以南620英里（1,000公里）处，与Puysegur边缘处于同一断层。2020年10月，科学家在这个崎的山脊上部署了海底地震仪，该山脊只有28英里（25公里）宽，但与周围地形相距3.7英里（6公里）。
只要天气允许，研究人员将在2021年11月返回取回仪器及其数据。如果Puysegur的利润在“咆哮的四十年代”中，那么麦格理里奇在“愤怒的50年代”中。该研究船在尝试部署仪器时遇到了68英里/小时（109公里/小时）的风，并且在这种恶劣的天气下完成了任务的38％，以至于船上的科学家们只能在适当的地方躲避并等待，否则无法做任何事情。尽管如此，他们希望新的海底地震仪（OBS）能够睁开眼睛看到海底下面发生的事情。目前，研究人员知道该地区有大地震，但是他们对地壳的深度，发生的断层类型或对海啸对沿海地区构成何种海啸风险的了解不多。澳大利亚。
Eakin告诉Live Science：“ OBS数据还将使我们能够首次使用不同的地震成像技术对板下边界的地下图像进行成像。” “目前，我们的大多数观察结果告诉我们表面或近地表面发生了什么，但我们不知道麦格理岭地区板块边界以下的表面正在发生什么。”
他们希望回答的一个问题：麦格理岭的断层也会开始变成俯冲带吗？Eakin说，Puysegur边缘和Macquarie Ridge之间存在相关性，并且随着时间的推移，板块运动也经历了类似的变化，尽管Puysegur的发展仍在继续。沙克说，麦格理岭（Macquarie Ridge）是一块由两块大洋壳组成的板块，比Pysegur的大陆壳和大洋壳边界更具抗俯冲性。但是俯冲带也可以从单个点沿断层扩展。
舒克说：“这两个部分实际上可能会在将来联系在一起。”
