如何解释北太平洋的这条沟状构造？
谢谢邀请，槽谷的走向是挺有趣的！刚好今天野外下雨休息，我来试着答一下，我们就边分析边讲。 首先说这个沟槽叫Emperor Trough，暂且翻译为 “皇帝槽谷” 吧。地表过程中有很重要的一点：线性太好必有妖气。就是说这很可能是构造活动的痕迹，那么就有值得关注的价值。这条槽谷近北北西走向（下图），看着像转换断层（洋中脊差异扩张形成垂直于洋中脊的走滑断层），但其走向与东侧的太平洋古转换断层走向完全不同，所以皇帝槽谷很可能形成于东侧这些大批的转换断层之前，当时的古应力场应该与后期有很大差别。 近览地形可以看出（下图）：槽谷两侧有隆起夹持，并非单一的侵蚀作用或走滑拉张形成的，形态上与转换断层倒是更相似。 说完槽谷特征，我们简述构造背景吧（下图），槽谷西侧就是著名的皇帝岛链（Emporor Chain），皇帝岛链南部与夏威夷岛链连接。皇帝-夏威夷岛链系也是板块构造的重要证据之一，我们知道板块漂移理论，地球表面刚性的板块相对于深部的地幔在进行缓慢的漂移。而地幔偶尔会以类似通道的形式上升至地表形成热点，这些热点相对于下部地幔是静止不动的，板块漂移时，就被热点像焊枪一样烧出很多火山。夏威夷就是这样的火山，正在被热点灼烧，而在夏威夷之前，就形成了这么长的一串岛链。皇帝岛链最南部的火山岛年龄大概46.7个百万年，在这之后，太平洋板块移动方向发生了转折（下图）。 另外，二战中著名的中途岛战役：美国干碎了日本4艘航母，令日本在太平洋战争中失去机会。其中，中途岛就在这个夏威夷海链北端（下图），皇帝-夏威夷岛链正好在太平洋东西海岸的中间，而中途岛又是岛链的中部，其地理位置在太平洋中十分重要。 我们再看洋壳年龄（下图）：皇帝槽谷刚好位于太平洋洋壳90个百万年的分界线上，其西侧洋壳年龄梯度很小，东侧却很大。说明在这个槽谷形成前，这个位置的洋壳较快的匀速扩展，但是形成了槽谷之后，扩张速度明显变慢。也就是说这个槽谷肯定是洋中脊扩张过程中形成的，并且在它形成后吸收了很大的扩张量。有没有发现听起来像什么？很像圣安德烈斯断层。即连接洋中脊的大型走滑断裂，令局部的洋壳扩张暂时停止，以走滑的形式吸收了扩张量，估计大家刚看到这个问题的时候，第一反应可能都觉得是一条走滑断裂。这种连接洋中脊的走滑断裂活动幅度非常大，比如圣安德烈斯断层全新世（1万年）滑动速率为3.58cm/yr（Sieh, 1984），也有认为2.4 mm/yr（Niemi, 1992），而在北美西海岸与其连接的法拉龙板块俯冲速度也才3.9 mm/yr。当然，这条皇帝槽谷在几十个百万年前与洋中脊失去连接之后，就已经不活动了。 我找了一些区域构造演化的资料，再进一步了解一下皇帝槽谷产生的过程（以下有点抽象）。2007年Norton的一项研究，为了解决皇帝海链与阿留申海沟是否从构造上相连，以及夏威夷热点最早开始产生作用的位置到底有多北。它利用磁异常条带来追踪三联点的移动轨迹（下图），发现皇帝槽谷东侧有一条向东年龄递减的条带（黑色实线），并推测其南部曾经也有这种递减条带存在（黑色虚线）。而皇帝沟谷西侧同样存在类似的三联点移动轨迹，另磁性条带发生转折。那么你也大概猜到了：皇帝沟谷在地质历史时期从时间上连接了两者。 因此，推测在白垩纪晚期（80Ma），很可能存在一条扩张洋脊在皇帝槽谷（下图，ET）的东北侧，导致了上述的磁条带异常。当时的太平洋板块特征如下，法拉龙板块的大部分仍在北美西部。 因此，重建的演化过程大致如下：125Ma时，扩张性三联点沿着西部黑色线条已经移动到了其最北端。 110Ma时，三联点继续向北，此时皇帝岛链发育。 90Ma时，三联点继续向北移动，皇帝-夏威夷岛链发育。扩张中脊南部产生大量转换断层，差异扩张凸显。 此时，在A位置的三联点闭合，下图B点发育了新的一条洋脊，于是三联点相当于从A转移到了B，AB之间形成了一条大规模的走滑断裂，即早期的皇帝槽谷。 84Ma至71Ma，三联点持续向北移动，并在三联点西支形成新的扩张脊。AB间的走滑断裂充当了转换断层，直到整条皇帝槽谷废弃，于是形成了现今的皇帝槽谷与周边构造行迹完全不一致的状态。而且根据应力数据来看，它现今呈东西向拉张环境（World Stress Map）。 最后说一点感想：大地构造学家吹牛真是爽。像我搞第四纪的，除了古气候以外，根本没人感兴趣。 参考材料： Norton, I.O., 2007. Speculations on Cretaceous tectonic history of the northwest Pacific and a tectonic origin for the Hawaii hotspot. Geological Society of America Special Papers, 430: 451-470. Stein, S., 1979. Intraplate seismicity on bathymetric features: The 1968 Emperor Trough earthquake. J. Geophys. Res, 84: 4763-4768. Steinberger, B., Sutherland, R. and O'Connell, R.J., 2004. Prediction of Emperor-Hawaii seamount locations from a revised model of global plate motion and mantle flow. Nature, 430(6996): 167-173.