俯冲带——这一地球内部剧烈变化的地质场所，不仅是板块碰撞与岩石变质的关键区域，也是碳、氢、氧等生命元素循环的重要通道。然而，深部生成的还原性流体（如氢气与轻烃类物质）如何从数十公里深的地下迁移至浅部储层，一直是地球科学界未解的谜题。近日，一项发表于《自然·通讯》的最新研究，解开了这一谜团，并进一步揭示了流体活动与深部地震的潜在联系。

以阿尔卑斯山兰佐地块为研究对象，国际团队在俯冲带前弧深处（30-80公里）发现了富含甲烷（CH₄）和氢气（H₂）的流体在岩石中聚集。这些流体源自俯冲带内高压条件下蛇纹石与碳酸盐反应：超高温高压下，蛇纹石发生蛇纹石化反应，释放出大量富含氢的流体。这些还原性流体对周围的碳酸盐岩产生还原反应，最终形成以CH₄和H₂为主的流体组合。

图1 .  研究绿辉岩的地质图、野外照片及显微结构

研究团队通过岩石样品分析和热力学模拟预测，证实这类甲烷-氢富集流体相较于贫碳水溶液或富CO₂流体，更容易导致流体超压现象——即孔隙里的流体压力远高于周围岩石静压力。一旦达到一定阈值，流体会沿着岩石的构造弱面（如断层、裂隙）迅速迁移，短时间内释放出巨大的能量，促使坚硬的岩石发生脆性断裂。正是这种机制，可能激发了前弧深部区域的地震活动。

该成果不仅证实了甲烷和氢气等深部能量载体沿构造不连续面上升、迁移的地质机制，也首次清晰阐明了还原性流体与硬岩脆性破坏之间的因果关系。更重要的是，这一过程促进了来源于地幔深处的能量、碳和氢元素，跨越地质障碍，最终进入上覆储层甚至地下生物圈，成为浅层生态系统的重要补给。这一发现拓宽了科学家们对地球深部物质循环和俯冲带深部地震诱因的认知，对理解地球能量流动与生命起源也具有重要启示意义。