近日，南方科技大學海洋科學與工程系講席教授林間團隊與中國科學院地質與地球物理研究所朱日祥團隊等合作，在海洋巖石圈水化研究方面取得重要突破，定量計算了全球海洋板塊水化率的分布，揭示了俯沖帶是海洋板塊，尤其是地幔水化作用的關鍵場所，成果發表于《國家科學評論》上。
水對地球表面和內部的物理與化學過程至關重要。海水通過海底的裂縫與斷層進入巖石圈，引起海洋板塊的水化作用。在此過程中，海水降低了巖石圈強度并改變了地幔性質。此外，水通過改變巖石的壓力和摩擦力影響著地震活動，并通過降低地幔物質的熔融溫度和粘度促進了巖漿的產生及火山活動。海水進入地球深部后，一部分儲存在地球內部，一部分則由火山活動釋放回海洋和大氣。因此，海洋板塊的水化影響著板塊構造、地幔對流、地球多圈層物質與能量循環等過程。
研究團隊發現，海水會在大洋中脊-轉換斷層和俯沖帶呈多幕式進入海洋巖石圈。海洋板塊的水化作用首先發生在洋中脊，海水通常通過脊軸兩側的斷層進入洋殼。并且，大洋轉換斷層可為海水滲入上地幔提供額外的途徑。海洋板塊的再次水化作用發生在俯沖帶，俯沖板塊彎曲形成正斷層，為海水滲透到地殼和上地幔提供通道。
在該研究中，科研團隊通過統計與計算全球海洋板塊水化關鍵參數，定量估算了全球海洋巖石圈進水率的分布。經計算，全球洋中脊-轉換斷層的進水貢獻率約為31.2%；俯沖帶進水貢獻率約為68.8%。其中，地幔進水率主要由俯沖帶貢獻。
水可以影響板塊構造和地幔對流，促進俯沖起始，并在地震和火山活動中發揮重要作用。該研究定量化揭示了海洋巖石圈的雙重水化作用，為全球海平面變化、地震和火山活動以及地球流固相互作用提供重要參考。
相關論文鏈接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwad251