西藏下面的构造板块可能正在分裂成两部分

　　喜马拉雅山脉高耸的山峰是一个地质战场——印度和欧亚构造板块的缓慢碰撞。大约6000万年前，当印度，当时的一个岛屿，向欧亚大陆倾斜，使地表弯曲，形成了地球上最高的山脉。但山峰只是战斗的噪音和烟雾;在它们下方数十公里处的构造运动推动了这场碰撞，并带来了谜团。

　　

喜马拉雅山脉高耸的山峰是一个地质战场——印度和欧亚构造板块的缓慢碰撞。大约6000万年前，当印度，当时的一个岛屿，向欧亚大陆倾斜，使地表弯曲，形成了地球上最高的山脉。但山峰只是战斗的噪音和烟雾;在它们下方数十公里处的构造运动推动了这场碰撞，并带来了谜团。

大陆构造板块，不像它们密集的海洋表亲，厚而浮力大，所以它们在碰撞时不容易下沉或俯冲到地幔中。一些科学家认为，印度板块不会坠入地幔，而是继续在西藏下方水平滑动。另一些人认为，印度板块浮力最强的部分像地毯一样沿着碰撞的前沿褶皱，使板块的下半部分更容易沉入深处。

现在，一项对在西藏地下传播的地震波和上升到地表的气体的新分析指出了另一种可能性，这种可能性实际上将两种情况的差异分开了。当印度板块滑到欧亚板块下面时，它的一部分似乎正在“分层”，密集的底部从顶部剥离。该研究还发现，在被剥离的板块与其完整的相邻板块之间的边界处，存在垂直断裂或撕裂的证据。

乌得勒支大学的地球动力学家Douwe van Hinsbergen说:“我们不知道大陆可以这样运动，这对于固体地球科学来说是非常基础的。”这项研究于2023年12月在美国地球物理联合会会议上发表，并以预印本的形式发布在网上，它可以帮助科学家更好地了解强大的喜马拉雅山脉的形成，甚至可能帮助科学家更好地了解该地区的地震危险。

莫纳什大学(Monash University)的地球动力学家法比奥·卡皮塔尼奥(Fabio Capitanio)警告说，这个过程还有很多不确定因素，数据也很有限。“这只是一个快照，”他说。但他说，这项工作是理解我们现代景观是如何形成的重要一步。“这绝对是我们需要推进的工作类型。”

长期以来，科学家们一直认为构造板块可能会像这样展开。这些板块是由浮力地壳和更致密的上地幔岩石组成的分层组合。当挤压和加厚时，板可能沿着层之间的弱界面分裂。但这一过程主要是在厚厚的大陆板块内部进行研究，并在计算机模型中进行模拟。“这是第一次……它在一个下行的板块中被捕捉到，”范·欣斯伯根说。

亚利桑那大学的地质学家Peter DeCelles说，喜马拉雅碰撞是一个很有希望寻找板块被撕裂的地方。在碰撞开始之前，印度板块在厚度和组成上发生了变化，这有助于解释2500公里长的喜马拉雅锋面的新月形。他把这个古老的板块比作蝠鲼:一对海洋地壳的薄翅膀，侧翼在厚厚的大陆地壳中间。薄的海洋板块很容易俯冲到欧亚板块之下，而厚的大陆地壳则像攻城锤一样一头扎进欧亚大陆。

俯冲速度的差异可能在多个方向上拉动和撕裂了印度板块。近年来，科学家们提出了如此多的眼泪，“这已经成为一个家庭手工业，”该研究的作者、斯坦福大学的地球物理学家西蒙·克伦佩雷尔打趣道。

地质战场

印度板块和欧亚板块的碰撞形成了喜马拉雅山。新的证据表明，印度板块的一部分可能正在分裂并坠入地幔。

克伦佩雷尔对印度东北部靠近不丹的一个区域很感兴趣，那里的俯冲带弯曲，使其成为潜在撕裂的主要地点。“这就是事情变得丑陋的地方，”他说。这种怀疑驱使他花了数年时间寻找地下暴力的线索。

一条证据来自对西藏泉水中氦气的同位素测量。克伦佩雷尔和他的同事们，包括中国的合作者，穿过土路和涉水小溪，从西藏南部近1000公里的200多处天然泉水中采集样本。富含氦-3(一种轻同位素，在地球诞生时就被困在地球内部)的气体样本表明脚下有地幔岩石，而那些氦-3耗尽的气体样本很可能是从地下地壳中升起的。

他们绘制泉水分布图时，发现了一个明显的模式。在一条线的南边是带有地壳特征的泉水，在北边是带有地幔指纹的泉水。该团队将这条线解释为完整的印度板块在进入地幔之前在西藏下方滑动的最远边缘。但在这条线以南的一个地区，靠近不丹东部边界的地方，有三个泉水也含有地幔特征——这暗示着印度板块的一部分可能正在剥离，热的地幔岩石流入两者之间的空间。

对地震波在地壳和地幔岩石之间的边界上荡漾的分析支持了这一观点。数百个地震站记录的地震波使研究人员能够构建地下结构的图像。在一张图片中看到的两个斑点似乎暗示了印度板块的一个较低的板块从其顶部分离。

最近一项基于另一组地震波的分析指出，在分层板的西部边缘有一个裂缝。在拟议断裂的西部，印度板块底部似乎有200公里深，这表明它仍然完好无损;在东部，在板块一分为二的地方，地幔岩石从大约100公里的深处流入。

利哈伊大学的地震学家Anne Meltzer说，地球上几乎每一块陆地都是由一系列的碰撞形成的，比如喜马拉雅山。因此，了解大陆是如何碰撞的，不仅有助于了解我们的现代景观，也有助于了解地震带来的危害，这些地震可能发生在古代大陆碰撞的伤疤上。

克伦佩雷尔指出，新提出的裂缝也可能影响今天西藏的地震危险。青藏高原上一个被称为Cona-Sangri裂谷的深裂缝覆盖在撕裂上，这是一个诱人的暗示，表明印度板块下腹部的动荡可能会以某种方式波及到地表。尽管与地震的直接联系仍然不确定，但van Hinsbergen指出，构造板块的撕裂和剥落可能会影响压力的形成方式和位置，从而影响地震的可能性。

克伦佩雷尔说，大陆的研究很复杂，因为古代的碰撞形成了现代的地貌，留下了重叠的伤疤网络。但他说，这正是这项工作令人兴奋的地方。“它们拥有10亿年历史的重写本。”他和其他科学家正在逐渐学会解读它。