雅浦海溝（Yap Trench），別名西卡羅琳海溝，是西太平洋的深海海溝，是全球最著名的板塊匯聚邊緣之一，也是地球內(nèi)部與外部發(fā)生物質(zhì)和能量交換的主要位置之一。其位于帕勞群島東北約480千米，北起白令海西南邊緣，南到菲律賓海溝南端的一系列海溝的一部分。南北長約650千米，最大深度為8527米。
雅浦海溝的形成與演化過程可分為兩個(gè)階段。晚始新世至漸新世早期，太平洋板塊俯沖至菲律賓海板塊下，形成古馬里亞納群島雅浦海溝；晚漸新世以來，加羅林海脊在約25海里處與海溝發(fā)生碰撞，碰撞的同時(shí)引起了弧后盆地?cái)U(kuò)張模式的改變。雅浦海溝具有典型的超深淵環(huán)境特點(diǎn)。海溝內(nèi)有低溫流體和冷泉生物群落，是研究超深淵冷泉生物群落對極端環(huán)境適應(yīng)機(jī)制和生命過程的理想場所。
2016年，科學(xué)號海洋科考船完成雅浦－馬里亞納海山科考任務(wù)，在這個(gè)航次中，首次獲得雅浦海溝區(qū)連續(xù)天然地震數(shù)據(jù)，完成了雅浦海山區(qū)32個(gè)站位的熱流測量和重力抽樣。船載設(shè)備初步分析結(jié)果顯示，雅浦海山區(qū)表層沉積物以黏土、硅藻泥、有孔蟲砂為主，索羅爾海槽南部沉積物較北部更厚。同年，中國的蛟龍?zhí)栞d人潛水器在雅浦海溝區(qū)域4955～6796米水深范圍內(nèi)進(jìn)行了3次下潛作業(yè)，采集了不同水深段的生物、巖石、海水等樣品，以研究超深淵生物的空間分布差異機(jī)制。2017年3月，中國科學(xué)院深淵科考隊(duì)在雅浦海溝7884米深度獲取一尾深海東方墨頭魚樣品，這是國際上在雅浦海溝首次發(fā)現(xiàn)獅子魚，也是中國在深海獲取的魚類樣品的最大深度。
地理位置
雅浦海溝位于帕勞群島東北約480千米。北起白令海西南邊緣，南到菲律賓海溝南端的一系列海溝的一部分。南北長約650千米，最大深度為8527米。雅浦海溝是菲律賓海板塊的東南部邊界，是太平洋板塊、加羅林板塊與菲律賓海板塊直接作用的前緣，是全球最著名的板塊匯聚邊緣之一，也是地球內(nèi)部與外部發(fā)生物質(zhì)和能量交換的主要位置之一。
形成原因
雅浦海溝的形成與演化過程可分為兩個(gè)階段。晚始新世至漸新世早期，太平洋板塊俯沖至菲律賓海板塊下，形成古馬里亞納群島雅浦海溝；晚漸新世以來，加羅林海脊在約25海里處與海溝發(fā)生碰撞，碰撞的同時(shí)引起了弧后盆地?cái)U(kuò)張模式的改變。此外，在雅浦“溝–弧”系的最北部靠近帕里西維拉海盆的中央裂谷帶，斷裂帶的走向與雅浦海溝相似，而且在雅浦海溝北部存在一個(gè)地球物理特征十分特殊的區(qū)域，因此一些學(xué)者認(rèn)為雅浦海溝可能是由帕里西維拉海盆的中央裂谷帶演化而來。
而另有學(xué)者認(rèn)為雅浦海溝與加羅林海脊并沒有直接接觸，同時(shí)雅浦島弧缺少與碰撞相關(guān)的高壓變質(zhì)巖，雅浦俯沖帶可能是由帕里西維拉海盆的中央裂谷帶演化而來。
根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果，將雅浦海溝的演化模型分為兩種，其一是加羅林海脊碰撞演化模式，其二則是帕里西維拉海盆擴(kuò)張中心演化模式。
加羅林海脊碰撞演化模式
雅浦海溝的形成與演化經(jīng)歷了太平洋板塊俯沖于菲律賓海板塊之下形成古馬里亞納群島雅浦海溝和加羅林板塊與菲律賓海板塊的相互作用對雅浦海溝島弧構(gòu)造改造兩個(gè)主要階段。始新世時(shí)期太平洋板塊俯沖于菲律賓海板塊之下，形成了古馬里亞納–雅浦海溝和古九州–帕勞海脊。隨著太平洋板塊向菲律賓海板塊下俯沖，古馬里亞納–雅浦海溝不斷向東發(fā)生后退現(xiàn)象，其間也形成四國海盆和帕里西維拉海盆。在距今20Ma前后，加羅林板塊上馱的加羅林海脊堵塞了古馬里亞納–雅浦海溝南段的俯沖作用，削弱了板塊的俯沖，這里既不發(fā)生弧后擴(kuò)張也沒有海溝后退現(xiàn)象，發(fā)育成為現(xiàn)在的雅浦海溝。而古海溝的北段一直向東后撤，變?yōu)楝F(xiàn)在的馬里亞納海溝。
帕里西維拉海盆擴(kuò)張中心演化模式
大約20Ma前，加羅林海脊與古海溝的南端發(fā)生碰撞，阻礙了古海溝的后退和帕里西維拉海盆東西向的擴(kuò)張。帕里西維拉海盆變?yōu)镹E–SW向擴(kuò)張，帕里西維拉海盆擴(kuò)張方向的改變最直接的表現(xiàn)為形成了一系列“S”型轉(zhuǎn)換斷層、雁列式排布的深海海嶺以及NW–SE向的海底構(gòu)造線。同時(shí)海盆發(fā)生了類似于左旋走滑的相對運(yùn)動(dòng)，將擴(kuò)張中心東部的海盆朝著東北方向推離。這樣使得在帕里西維拉海盆南部原本已經(jīng)俯沖的部分洋殼重新暴露，對應(yīng)于加羅林海脊和雅浦島弧之間的“新月”形區(qū)域。此外帕里西維拉海盆南部的一部分?jǐn)U張中心也顯露出來，顯露出來的擴(kuò)張中心在太平洋板塊和加羅林板塊連續(xù)的俯沖之下轉(zhuǎn)變成了雅浦海溝。而俯沖伴隨的島弧巖漿作用則導(dǎo)致了雅浦島弧的隆升。
特點(diǎn)
雅浦海溝具有典型的超深淵環(huán)境特點(diǎn)。海溝內(nèi)有低溫流體和冷泉生物群落，是研究超深淵冷泉生物群落對極端環(huán)境適應(yīng)機(jī)制和生命過程的理想場所。超深淵帶是地球生物圈當(dāng)中位置最深的地方，位于大洋中6000米水深以下。超深淵帶僅占全球海底面積的1%～2%，卻是研究巖石圈、生物圈、水圈等各圈層相互作用以及極端環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的最佳對象之一。生物垂直分化是超深淵生物的一大特征。
地質(zhì)
雅浦海溝位于菲律賓海板塊南部，與伊豆—小笠原海溝、馬里亞納海溝和帕勞海溝共同構(gòu)成菲律賓海板塊的東部邊界，北部（11°07′N）與馬里亞納海溝近乎垂直相交，北雅浦?jǐn)嘌拢∟YE）在兩海溝交匯處向北延伸，斷崖地形高差達(dá)～1500m。Fujiwara et al.根據(jù)海溝水深及地形特點(diǎn)以8°26′N為界將雅浦海溝分南北兩段，北段大致呈北偏東30°方向延伸，地勢較低，向南逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闁|—西向。海溝北部與帕里西維拉海盆的擴(kuò)張中心相接，西南接帕勞海溝，東側(cè)為卡羅琳熱點(diǎn)作用下形成的卡羅琳洋脊（高原）。雅浦海溝北部和南部分別為太平洋板塊和卡羅琳板塊向菲律賓海板塊俯沖的匯聚板塊邊界，板塊匯聚的相對速度分別為20mm/y和5mm/y。雅浦俯沖帶作為西太平洋眾多俯沖帶之一，具有明顯區(qū)別于其他俯沖系統(tǒng)的特征：海溝和島弧距離短（約50km），遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于西太平洋其他溝—弧系統(tǒng)的距離（馬里亞納海溝～200km），海溝軸部缺少沉積物；地震活動(dòng)少，沒有深源地震發(fā)生；缺乏活動(dòng)的島弧火山作用，島弧基底主要由變質(zhì)巖組成，火山巖分布較少，缺少記錄巖漿活動(dòng)的新鮮火山巖。前人通過對采集于馬里亞納海溝與雅浦海溝交界處兩組火山巖樣品研究表明，雅浦島弧巖漿作用并未因卡羅琳洋脊的碰撞而停止，至少在11～7Ma短暫恢復(fù)。Ohara et al.報(bào)道了雅浦海溝及北雅浦?jǐn)嘌碌?a href="/hebeideji/7592294590549795979.html">巖石學(xué)和地球化學(xué)研究，結(jié)果表明，火山巖和橄欖巖都顯示出島弧親和性，前者代表形成～25Ma的島弧拉斑玄武巖，后者為高度虧損的橄欖巖，代表了與俯沖相關(guān)的弧前地幔，現(xiàn)今雅浦島弧由上下兩個(gè)單元組成，上部代表喬治·帕里西維拉海盆地殼，下部代表島弧巖漿作用后的殘余地幔，而NYE火山巖指示北雅浦島弧似乎是在帕里西維拉海盆的擴(kuò)張尖端形成的一個(gè)早期的島弧。Yang et al.討論了雅浦俯沖帶的構(gòu)造特征并再次證明巖石具有俯沖相關(guān)的地球化學(xué)特征。Chen et al.對雅浦海溝橄欖巖進(jìn)行了詳細(xì)的地球化學(xué)分析，指出雅浦海溝橄欖巖地幔高度虧損，同時(shí)發(fā)現(xiàn)上地幔存在Re虧損年齡約1.16Ga的橄欖巖地幔碎片，代表了非常古老的熔融事件的殘留地幔。Zhang and Zhang通過對雅浦島弧變質(zhì)巖研究發(fā)現(xiàn)，雅浦海溝內(nèi)存在代表約50Ma前IBM系統(tǒng)初始俯沖階段的弧前玄武巖、代表雅浦島弧巖漿作用的拉斑玄武巖以及代表卡羅琳板塊的洋島玄武巖，這些巖石因卡羅琳洋脊的碰撞（～21Ma）一同發(fā)生變質(zhì)作用，堆積在海溝內(nèi)部。研究發(fā)現(xiàn)，雅浦海溝內(nèi)部分玄武巖具有弧后盆地玄武巖（BABB）親和性，代表帕里西維拉海盆的火山巖地殼。上述火山巖因卡羅琳洋脊的碰撞、帕里西維拉海盆洋殼逆沖至原雅浦島弧之上而堆覆在海溝內(nèi)。
科考活動(dòng)
天然地震數(shù)據(jù)
2016年5月22日，科學(xué)號海洋科考船完成雅浦－馬里亞納群島海山科考任務(wù)返回青島市，中國科學(xué)家在這個(gè)航次中首次獲得雅浦海溝區(qū)連續(xù)天然地震數(shù)據(jù)。
這個(gè)航次歷時(shí)41天，航程8000余海里，科考隊(duì)員完成了雅浦海山區(qū)32個(gè)站位的熱流測量和重力抽樣，成功回收了6臺(tái)海底地震儀，并完成300公里多道地震和7000公里多波束和淺地層剖面等數(shù)據(jù)采集。
其中，此次回收的海底地震儀已布放在海底超過14個(gè)月，是中國首次獲得雅浦海溝區(qū)連續(xù)的天然地震數(shù)據(jù)，為研究這個(gè)海區(qū)的巖石圈結(jié)構(gòu)提供了資料。
船載設(shè)備初步分析結(jié)果顯示，雅浦海山區(qū)表層沉積物以黏土、硅藻泥、有孔蟲砂為主，索羅爾海槽南部沉積物較北部更厚，可能反映了其特殊的構(gòu)造樣式；雅浦海山區(qū)海底熱流值變化劇烈，科學(xué)家有望揭示這個(gè)區(qū)域的水熱循環(huán)規(guī)律。
科考隊(duì)員表示，這個(gè)航次獲得了雅浦海山區(qū)綜合地質(zhì)和地球物理學(xué)資料，對研究雅浦俯沖帶和島弧火山活動(dòng)的地球動(dòng)力學(xué)過程及其對深部生命活動(dòng)的影響具有重要意義。
超深淵生物
2016年，中國的蛟龍?zhí)栞d人潛水器在雅浦海溝區(qū)域4955～6796米水深范圍內(nèi)進(jìn)行了3次下潛作業(yè)，采集了不同水深段的生物、巖石、海水等樣品，以研究超深淵生物的空間分布差異機(jī)制。雅浦海溝是一座基因庫。通過研究超深淵生態(tài)系統(tǒng)，了解這些生物在適應(yīng)極端環(huán)境進(jìn)化過程中可能形成的特殊生理代謝和防御機(jī)制，并將其應(yīng)用于生物、醫(yī)藥、綠色工業(yè)和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。
2017年3月，中國科學(xué)院深淵科考隊(duì)在雅浦海溝7884米深度獲取一尾深海東方墨頭魚樣品，這是國際上在雅浦海溝首次發(fā)現(xiàn)獅子魚，也是中國在深海獲取的魚類樣品的最大深度。
首次探底雅浦海溝
2021年12月，人類首次抵達(dá)雅浦海溝8919米的深淵底部。在中國“探索一號”科考船5日結(jié)束的第21個(gè)科考航次第二航段中，其搭載的全海深載人潛水器“奮斗者”號共下潛23次，有6次超過了萬米。其中，來自上海交通大學(xué)的深海科考團(tuán)隊(duì)四人組，兩度深入萬米深淵，采回200多個(gè)不同位點(diǎn)的珍貴深淵樣本。但令人遺憾和警醒的是，最深的生命禁區(qū)竟然被觀測到了人類垃圾的影響。
參考資料 >
雅浦海溝.中國大百科全書.2025-10-07
我首獲雅浦海溝區(qū)連續(xù)天然地震數(shù)據(jù).濮陽市科學(xué)技術(shù)局.2025-10-07