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在東南亞地區存在著很多年輕的俯沖帶，這些俯沖帶發生俯沖起始的時間只有幾個百萬年（圖1）。這些地區雖然各自屬于不同俯沖起始的階段，但有著相似的構造特征：還沒有發生俯沖起始的地區似乎都位于角落里；而在已經發生俯沖的地區，俯沖板片的幾何形狀都呈現為一個三角形：海溝中部俯沖板片深度最大，沿著海溝兩側方向俯沖板片深度逐漸變小，這也同樣暗示著俯沖起始在角落里開始。那么為什么該地區的俯沖起始都最始于角落里，角落結構對于俯沖起始有什么樣的影響？隨著計算能力的發展，雖然有一些3D模型被用于俯沖起始的研究，但是還沒有數值模型可以用來驗證東南亞地區角落處的俯沖起始。
圖1 （a）東南亞的洋盆和俯沖帶。NBS表示北班達海，SBS表示南班達海；（b）北班達海及其周邊地區測深圖；（c）北蘇拉威西和哥達巴托海溝中的西里伯斯海板塊俯沖圖（灰色不規則多邊形表示直接投影到表面上的俯沖板塊的形狀，紅色不規則多邊形是重建的俯沖板塊在表面的范圍）；（d）俯沖板表面重建示意圖。黑線代表俯沖的板塊。計算出的長度投影到平面上顯示為紅線
針對以上問題，中國科學院地質與地球物理研究所海陸油氣綜合地球物理團隊董淼副研究員、郝天珧研究員等，通過多組三維地球動力學數值模擬試驗，研究了角落結構對俯沖起始的影響，最終得出結論：在小型洋盆中，無論角的大小和角度如何，俯沖都是在角的頂點開始的。小角度的拐角會促進俯沖起始，但角度大于120°的拐角不利于俯沖起始，反而可能會阻礙俯沖起始的發生。
研究采用ASPECT軟件進行數值模擬計算，初始模型由上覆板塊、大洋板塊和兩者之間的薄弱帶組成（圖2a）。角的幾何形狀通過角度α，和彎曲的邊界寬度D來控制（圖2b）。記錄下來俯沖板片到達200km深度時的時間作為完成俯沖起始的時間，以此作為根據來判斷俯沖起始難易程度（圖2c）。
直的洋-陸邊界模型為參考模型（模型0）。模擬結果表明：對于彎曲邊界的模型，在D相同或頂點位置h相同的情況下，角度越大，完成俯沖起始的時間越長，角度越小則越容易完成；但在角度相同的情況下，完成俯沖起始的時間與間距D和頂點位置h均不是線性相關。無論板塊邊界角的間距和角度的大小，最先開始下插彎曲的地方都是角最頂點的位置，最先完成俯沖起始的位置也是角的最頂點（圖2c），俯沖板塊首先在板塊中段達到200km的深度（圖2d）。
圖2 （a）初始模型設置，包括幾何形狀、邊界寬度D、角度α；（b）不同模型實驗中角的幾何形狀；（c）模型0-3的最終結果僅顯示了海洋地殼和海底巖石圈地幔。模型1-3具有相同的D（200 km）和不同的角度（α）；（d）模型2在y=0 km（前部）、y=200 km（中部）和y=400 km（后部）的剖面圖
這是因為無論角度大小，邊界角結構會將應力集中在頂點（圖3a），這使得角的頂點比其他地方更容易發生形變。隨著俯沖起始的開始，邊界角的整體面積會逐漸變小。不同模型的減小程度不同（圖3b）。小角度的邊界角度，力在z方向上的分量足夠大，使上覆板塊發生形變，角落的頂點位置逐漸閉合。因此位于頂點處的大洋板塊能很快下沉到軟流圈中，并促進俯沖起始的發生。由于這種小角度角的幾何結構的不穩定性，因此很難在地球表面很難存在很大范圍的銳角的角落結構。
圖3 （a）模型1、2、3初始階段上表面（y=0 km）的剪應力；（b）角幾何形狀的演化。虛線表示初始階段D和h的長度。?h表示h長度的減小。黑色箭頭表示速度
對于大角度的邊界角來說，密度差產生的作用力在z方向的分量太小，很難改變角落里上覆板塊的形變，因此長度h變化比較小，上覆板塊更傾向于沿著x方向整體向大洋板塊運動。由于大角失去了應力聚焦效應使得整個陸緣來承擔洋-陸之間密度差所產生的應力，因此大角對俯沖起始的影響很小。
本研究通過數值模擬的方法研究了角落幾何結構對俯沖起始的影響，強調了在研究俯沖起始的動力學時三維幾何結構的重要性，這有助于我們更好的理解發生在地球不同位置的俯沖作用。
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