海洋之谜：琉球等群岛呈弧形弯曲的原因

在西太平洋海域，岛屿星罗棋布。其中，不少群岛呈弧形弯曲，被称为弧形列岛、花彩列岛或岛弧。日本、琉球、阿留申、干岛、马里亚纳诸群岛，都是这种岛弧。这些弧形列岛一般都向大洋方向凸出，其靠大洋一侧是深度超过6000米的海沟。海沟与岛弧平行排列，形影相随，所以日本海沟、琉球海沟等也呈弧形弯曲。这些群岛和海沟为什么会呈现出如此规则的形状，早就引起了学者们的浓厚兴趣。

中国著名地质学家李四光曾提出，岛弧是亚洲大陆向太平洋洋底推移，并对后者施加压力而造成的。李四光还注意到阴山、秦岭和南岭是三列巨型的东西向构造带，这三列东西向构造带向东延续，恰恰就是千岛岛弧、日本岛弧、琉球岛弧、菲律宾岛弧之间的交结部位，所以他认为，在地球自转速度变化，导致亚洲大陆向南推移的过程中，大陆边缘褶皱隆起，并受到阴山等构造带的限制，就形成了日本、琉球等一系列向东南凸出的弧形构造。

20世纪60年代兴起的海底扩张和板块构造理论认为，岛弧与海沟是洋底板块俯冲潜入地下的场所，洋底板块俯冲时牵引着洋底向下倾覆，从而形成幽深的海沟；洋底板块俯冲至一定深度，温度升高，生成岩浆，岩浆喷出地表，形成与海沟平行延伸的火山岛弧。这就是说，海沟和岛弧是板块俯冲的统一产物。至于岛弧与海沟为什么会呈弧形弯曲，有人认为这与地球表面是一个球面有关。这就好比一个乒乓球，当你用大拇指按压乒乓球时，其内凹部位的边缘必然呈圆弧状弯曲。海沟与岛弧正是洋底板块下弯进入地球内部的痕迹。如果这种解释是正确的话，岛弧及海沟的曲率就应当与下潜板块倾角（即下潜板块与地球表面间的夹角）的大小有关；倾角越大，岛弧的曲率半径也越大（或弯曲程度越小）。比如琉球岛弧，其曲率半径约1756千米，下潜板块的倾角约40度，二者之间的关系与类比乒乓球的解释大致相符。但也有一些岛弧的曲率与这种解释并不符合（通常是岛弧过于弯曲）。近年来有的学者进一步考虑到下潜板块本身往往是弯曲的（大多为上缓下陡），发现许多岛弧的弯曲似乎都可以用“乒乓球效应”来解释。(www.xing528.com)

另一些学者注意到岛弧的两端往往与大洋一侧的海岭或海山相接触，如阿留申岛弧西端恰与天皇海岭北端相接触，九州一帛琉海岭北端则直抵琉球岛弧东北端。这种镶嵌在洋底板块上的海岭，地壳厚度较大，密度较小，不能随洋底板块顺利地俯冲下潜，从而与上覆板块的岛弧相互碰撞，碰撞处即是岛弧与岛弧之间向大陆方向内凹的端点。据此，一些学者认为岛弧的弯曲可能是海岭（或其他海底高地）碰撞作用的结果。

岛弧的弯曲究竟是“乒乓球效应”所致，还是海岭碰撞的产物，至今尚未取得一致的认识，也可能这两种理论并不相互排斥。要最终揭开岛弧弯曲之谜，还有待海洋地质学家继续努力。