水(H2O)和其他挥发性物质(例如二氧化碳和硫磺)在地球的演化过程中扮演了关键的角色，包括大陆的形成、生命的起源、矿产资源的集中、火山和地震的分布。
俯冲带，即构造板块聚合和板块下沉的地方，是循环中最重要的部分——大量的水流入和流出，主要是通过火山爆发。然而，究竟是如何(以及有多少)水通过俯冲而被输送，以及它对自然灾害的影响和自然资源的形成，在历史上却鲜为人知。
该研究的主要作者，布里斯托大学地球科学学院名誉研究员乔治·库珀博士说:“当板块从它们最初形成的海中脊走向俯冲带时，海水通过裂缝、断层和与矿物结合进入岩石。当到达俯冲带时，下沉的板块会升温并受到挤压，导致部分或全部的水逐渐释放出来。水的释放降低了周围岩石的熔点，杏耀资金并产生岩浆。这些岩浆上浮并向上移动，最终导致上覆的火山弧爆发。由于熔体中含有挥发性物质，这些喷发具有潜在的爆炸性。同样的过程也会引发地震，可能会影响地震的震级以及是否会引发海啸等关键属性。”
挥发物究竟在哪里、如何释放，以及它们如何改变宿主岩石，仍然是一个需要深入研究的领域。
大多数研究都集中在沿太平洋火环的俯冲上。然而，这项研究主要集中在大西洋板块，更具体地说，是位于加勒比海东部边缘的小安的列斯火山弧。
这是目前仅有的两个由缓慢扩散而形成的亚板区之一。我们预计，与快速扩张的太平洋板块相比，这里的含水更广泛，更不均匀，水释放的表现也更明显，”伦敦帝国学院的萨斯基亚·格斯教授说。
小安的列斯群岛中的挥发性回收(瞧)项目汇集了大量多学科的研究小组包括地球物理学家,地球化学家和geodynamicists杜伦大学,伦敦帝国理工学院,南安普顿大学、布里斯托大学、利物浦大学、卡尔斯鲁厄理工学院,利兹大学自然历史博物馆,研究所de体格du全球在巴黎,和西印度群岛大学的。
库珀博士说:“我们在詹姆斯·库克号上进行了两次海洋科学考察，临时部署了地震监测站，记录了岛屿下的地震，进行了地质野外工作，对岩石样本进行了化学和矿物分析，并进行了数值模拟。”
为了追踪水沿着俯冲带的影响，科学家们研究了硼的组成和熔融夹杂物的同位素(火山晶体中被困的岩浆的小袋)。硼指纹图谱显示，下沉板块中的富含水的蛇纹石是小安的列斯群岛中部地区的主要水源。
“通过研究这些微米尺度的测量，我们有可能更好地了解大规模的过程。我们结合地球化学和地球物理数据，提供了迄今为止最清楚的迹象，表明下沉板块的结构和水量与弧的火山演化及其相关危险有直接联系，”杜伦大学教授Colin Macpherson说
“板块下行过程中最潮湿的部分是存在主要裂缝(或裂缝区)的地方。通过建立岛屿下方断裂带俯冲历史的数值模型，我们发现了小地震发生率最高的位置和地下低横波速度(表明流体)的直接联系。
富水断裂带的俯冲历史也可以解释为什么弧形中部岛屿是最大的，杏耀平台以及为什么在地质历史上它们产生了最多的岩浆。
“我们的研究提供了决定性的证据，证明了周期的进水和出水部分，以及岩浆生产力和地震活动方面的表现形式有直接联系。这可能会鼓励人们在其他俯冲带进行研究，以发现俯冲板块上的这种含水断层结构，以帮助人们了解火山和地震灾害的模式，”Cooper博士说。
“在这个研究中,我们发现水的变化与分布的小地震,但我们真的很想知道这种模式的水释放可能影响的潜力,作为预警系统,对于较大的地震和海啸,”科林·麦克弗森教授说。
