2022年12月01日，地球物理学国际顶尖学术期刊《Geophysical Research Letters》发表了题为“Joint Geodynamic-Geophysical Inversion Suggests Passive Subduction and Accretion of the Ontong Java Plateau”的研究成果。此项成果由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室博士研究生董昊、戴黎明副教授（第一通讯作者）、刘丽军教授（第二通讯作者）和李三忠教授（第三通讯作者）等人合作完成。

翁通爪哇洋底高原（OJP）是地球上最大的洋底高原，前人对其俯冲过程和机制的研究存在争议。部分研究表明，该高原向其南部的所罗门岛弧俯冲，后期主动碰撞进而发生深俯冲，导致所罗门岛弧南侧的俯冲起始、显著的增生乃至主要板块边界的变化。然而另一部分研究认为，翁通爪哇洋底高原经历了“软碰撞”过程，主要以被动碰撞为主，对板块演化的影响较弱。产生这一争议的根本原因是，缺乏对OJP的俯冲深度和增生量的约束。为此，作者首次将地球动力学-地球物理学联合反演方法（JGGI）应用于洋底高原俯冲模型，并比较了被动或主动碰撞的两种代表性俯冲情景的俯冲样式及相应的地形和布格尔重力特征。JGGI方法精确地约束了地球动力学数值模型，并给出了重力异常贡献的定量解释（图1），提升了模拟结果的可靠性，并为地球动力学与地球物理探测之间的学科交叉提供了新的思路。

模拟结果表明OJP被动碰撞模型相比主动碰撞模型，更符合地形、重力以及地震数据，也即洋底高原没有经历强碰撞以及随后的深俯冲过程。相反，它是被动俯冲且俯冲过程是间歇性的，导致了适当的增生（Coleman & Kroenke, 1981）。尽管以前的研究认为洋底高原和岛弧之间的主动碰撞可以引发俯冲的启动（Almeida, Riel, Rosas, Duarte, & Kaus, 2022; Almeida, Riel, Rosas, Duarte, & Schellart, 2022; Crameri等人, 2020; Greene等人, 1994; Sun等人, 2021; Tao等人, 2020; L. Wang等人, 2022），但这种模式不适用于OJP。地质记录和模型结果都表明，SIA和OJP仅经历了轻微的变形，这意味着自25-20 Ma以来，OJP同上覆板块之间的相互作用很弱，这个结果与OJP对太平洋板块运动起到轻微的制动作用相一致（Petterson等，1997；L. Wang等，2022）。前人的研究可能高估了OJP在触发俯冲起始、俯冲极性逆转乃至导致太平洋板块旋转中的作用。因此，太平洋板块的旋转需要另一种机制。根据本研究的模拟结果，最初的减速触发了俯冲板片断裂，由此产生的拉力损失将减缓板块运动，这是太平洋旋转的一个可能解释。

图1 (a, b)模拟的地表地形和布格尔重力异常及其与实测数据的对比。(c) 被动碰撞模型的最终结果。(d)被动碰撞模型中，每种物质的重力贡献。这些颜色与（c）中使用的颜色相似。(e)主动碰撞模型的最终结果。(f) 主动碰撞模型中，每种物质的重力贡献。(g)被动碰撞模型在x=360公里处的重力贡献直方图，包括三个部分（1：地幔；2：洋底高原；3：地壳）。(h) x = 360公里处主动碰撞模型的重力贡献直方图。

Dong, H., Dai, L., Liu, L., Jiang, X., Li, S., Gong, W., et al. (2022). Joint geodynamic-geophysical inversion suggests passive subduction and accretion of the Ontong Java Plateau. Geophysical Research Letters, 49, e2022GL100744.

文章链接：https://doi.org/10.1029/2022GL100744