研究人员采用新方法研究经典问题，揭示了过去 20 亿年中海洋化学变化如何在岛弧中形成的火山岩上留下印记。岛弧是由俯冲带沿线的火山活动形成的，俯冲带中一个板块俯冲到另一个板块之下，岛弧在大陆地壳的形成中起着至关重要的作用。

这项研究揭示了这些弧线如何通过深时联系与海洋化学相互作用，而这种联系直到现在才被揭示出来。这项研究于 10 月 18 日发表在《美国国家科学院院刊》上。

该项研究是地质学教授克莱尔·布霍尔茨 (Claire Bucholz) 实验室与加州大学伯克利分校合作的成果，研究表明，岛弧岩浆的锶同位素组成随着地质时期的推移与海水锶组成同步变化。

具体来说，该研究提出了一种共变模型，涉及通过海底热液蚀变将海水锶转移到岛弧，最终俯冲到岛弧岩浆的地幔源区，然后融入由此形成的岛弧玄武岩中。

布霍尔茨研究地球上从地表到地幔的不同储层如何相互作用，以及这些相互作用如何随时间而变化。俯冲带是提出此类问题的绝佳场所，因为它们代表了主要储层(海洋、地壳和地幔)之间的界面，而且俯冲过程在地球上已经持续了数十亿年。

俯冲板块由海洋地壳组成，通过热液蚀变，海洋地壳上带有海水的化学特征。当俯冲板块下降到地幔中时，它会升温并释放出富含水的流体和熔体，这些流体和熔体将这种源自海水的化学特征带入上覆的地幔。反过来，这种流体的涌入会导致地幔融化，产生岩浆，最终上升并喷发到地球表面。

这一过程形成了岛弧火山，就像阿留申群岛或环太平洋火山带其他地方的火山一样。这些岛弧中发现的岩浆岩的化学组成中带有海水的原始痕迹，因此，通过研究它们，研究人员可以了解它们与海洋的联系。

对于现代地球，地球化学家普遍认为海水和岛弧玄武岩之间存在联系。例如，现代岛弧玄武岩的一个众所周知的特征是，它们富含放射性锶，而洋中脊形成的玄武岩则处于扩张状态，而不是俯冲状态。