马里亚纳海沟，世界最深海沟是如何练成的？什么是沟-弧-盆体系？

天哥地说，说点地球的奥秘

马里亚纳海沟，这几天咱们经常听到它。

在11月10号，完全由我国自主研发的奋斗者号深潜器成功坐底马里亚纳海沟，水深10909米，13号又再次下潜，和它下去的还有沧海号，专门给奋斗者号拍照和打光的是吧，当然也有联合作业，我们就在想，在这么深的水深下，压力极高、温度极低，如何保证通信呢？如何保证安全作业呢？真想说一句：厉害了，我的国。

当然了，作为一个地球科学科普节目呢，咱们不去讲深潜器，咱们就讲一讲这海沟本身：马里亚纳海沟它是怎么形成的？为什么马里亚纳海沟以及周围的，也就是说西太平洋边缘的海沟都比较深，而且海沟后面还有岛，岛后面还有海，而反观东太平洋边缘的海沟，比如说智利海沟，后面直接就是陆地。造成这种现象的原因是什么？这就是我们这一期要讨论的问题。

关于海沟，其实我们在小学科学课本上就已经学过了。海沟就是位于大洋边缘的，水下超过6000米深的海底狭长地带，边缘十分陡峭，比如说阿留申海沟、千岛海沟、日本海沟、伊豆-小笠原海沟、马里亚纳海沟、中亚美利加海沟、秘鲁-智利海沟等等。

西太平洋部分海沟

东太平洋部分海沟

而海沟的形成就是一个大洋板块向另外一个板块俯冲的时候，由于大洋板块一般都比较重，因此呢向下俯冲，两个板块之间的摩擦和牵引，就会形成海沟，比如伊豆-小笠原海沟和马里亚纳海沟就是由太平样板块向菲律宾板块俯冲形成的：

而琉球海沟和菲律宾海沟就是由菲律宾板块向欧亚板块俯冲形成的：

那么大家可以想一下这海沟的深度和什么有关系呢？是不是与俯冲时候的角度有关系，如果俯冲倾角越大的话，这个地方形成的海沟是不是就越深，如果它倾入的倾角越小，可以说贴着被俯冲板块走的话，那么这个地方的海沟是不是很浅呢？

而俯冲角度不同可以导致两种不同的俯冲类型：马里亚纳型和智利型。

马里亚纳型俯冲

马里亚纳海沟那个地方俯冲板块的角度就特别大，我们刚刚说了，马里亚纳海沟就是太平洋板块向菲律宾板块俯冲形成的，而太平洋板块它俯冲的倾角就特别的大，因此形成的海沟就非常深？而且由于这种俯冲板块的加入，会造成上地幔的熔融，地幔熔融形成岩浆，岩浆喷到地表，就会形成海底火山，如果再冒到水面之上呢就形成了一系列的岛，这就是马里亚纳海沟后面的马里亚纳群岛，包括关岛。

而在马里亚纳海沟后面还有一个帕里西维拉海，这个海是怎么形成的呢，这就是弧后盆地，由于大洋板块已经插入了地幔之中，就会引起软流圈的对流，这种对流就会在岛弧后面形成拉张环境，就会形成一个弧后盆地，最后形成了海。

这就是海沟、岛弧、弧后盆地组成的沟-弧-盆体系，这种体系在日本海沟、日本岛、日本海是一个更为典型的地方。

智利型俯冲：

那么现在我们再看智利海沟的形成，智利海沟就是由纳兹卡板块向南美洲板块俯冲，由于它俯冲的倾角很小，因此这个地方形成的海沟呢也就比较浅，同时由于这种近乎是贴着的挤压，它造成的挤压力更大，因此会形成山脉，在这个地方就是安第斯山脉，同时也会有火山活动发生，形成大陆弧，但是在弧后呢不会形成海。

这个时候你可能会问：为什么在西太平洋它俯冲角度更大，而在东太平洋它俯冲角度更小呢？

有很多原因，其中最重要原因就是俯冲板块的年龄，大家想一下一个大洋板块它如果越老的话，那它肯定就越冷、越重、密度越大，因此它就会越向下，如果它比较年轻的话，它就会比较轻，因此受到的浮力呢就会顶着它，不会下去。我们知道，大洋是从大洋中脊开始慢慢扩张的，也就是说从大洋中脊向两侧年龄是越来越大的，而在西太平洋它离大洋中脊的距离是大于东太平洋离大洋中脊的距离的，因此西太平洋板块它的年龄呢更古老，因此板块更重，因此它下降的也就越厉害，而在东太平洋它的板块相对来说是比较年轻的，因此它重量就比较轻，因此它是贴着南美洲板块俯冲的。

这个时候你可能会说，你这是理论推导啊，你怎么敢保证在西太平洋下面确实是高角度的俯冲呢？在东太平洋就是低角度俯冲呢？这就是接下来一个非常重要的证据。那就是贝尼奥夫带，大家想一下在板块俯冲的时候会发生什么？会发生火山、会发生地震，没错，这就是环太平洋火山地震带，那么地震会发生在什么地方呢？肯定是发生的俯冲板块的附近对吧？因此如果我能将海沟附近所有地震的深度都投在一个图上的话，那么这些点所代表的区域就是俯冲板块的形态呢？这就是贝尼奥夫地震带。

而确实，通过我们对马里亚纳海沟附近的地震投点就会发现，太平洋板块它的俯冲倾角确实很大，而在秘鲁附近地震投点显示呢，它的倾角也确实比较小。

而如果我们对马里亚纳海沟北部、中部、南部的不同地方的地震分别投点的话，就会发现一个更有意思的规律，我们发现从北向南，太平洋下倾角度是越来越大的，到南部，深度大于150km深度以下，它的太平洋板块几乎进于垂直，这也解释了为什么在马里亚纳海沟南端，也就是说挑战者深渊的那个地方是马里亚纳海沟最深的地方。

另外还有一个非常有意思的现象，大家想一下，如果是马里亚纳型的话，它高角度俯冲，然后这个地方的话还是一个拉张环境，这种环境下呢它的应力肯定不是特别强，因此形成的地震肯定就不会特别大，而在智利型俯冲带呢，它由于紧贴着被俯冲带，因此这种应力呢就比较集中，形成的地震肯定就越大，事实情况也确实是这样，全世界大于8级的地震都发生在智利型俯冲带上，比如说智利9.5级大地震。

好的通过这期视频呢，相信大家在下次没事看地球仪的时候，当大家凝望这片大洋的时候，肯定会有不同的感受。