海沟系统研究的进展与前沿

Advance and frontier of the research on trench system

海沟是地球物质与能量激烈交换地带,是深浅部地质过程的耦合地带,在地球系统科学研究中占有重要地位.海沟系统是以海沟为核心的多个圈层相互作用的整体,是多学科融合创新的阵地.海沟地貌形态是深部动力系统和浅部地表系统相互作用的重要界面,其动力学演化及机制一直是地球科学系统的基础科学问题之一,它涵盖了地球表层至深部壳-幔间跨圈层、跨相态、跨时空等一系列的耦合过程,是地球系统不同圈层间能量交换和物质输送、循环作用的产物.同时,海沟系统动力学演化不仅对物理海洋、海洋生物、海洋化学及海洋地质等过程起着支撑作用,而且对全球的物质能量输送和沉积物-水-元素循环过程起着重要的调控作用,也是导致成矿-成藏-成灾系统变迁的主要过程之一.因此,海沟系统的调查研究是解决"地表沉积动力过程与深部壳幔动力机制协同耦合作用及其资源-环境的长期效应"等重大前沿科学问题的关键.文章着重综述了近10年来海沟系统研究新进展,特别介绍了全球变化下深渊表层沉积源-渠-汇机制和元素迁移-循环机制、决定生命起源的超临界碳-氮耦合循环机制、促进生命进化的烷烃降解通路的微生物异养代谢新机制等新成果,也论述了海沟系统的热液成矿效应、冷泉水合物成藏效应、大地震成灾效应等方面的研究进展,这些新成就突出体现了生命科学与地球科学交叉的广阔新领域.