海溝（Oceanic trench），又名海淵，是指位于大陸邊緣或島弧與深海盆地之間、 兩側邊坡陡峭的狹長洋底巨型凹地，屬于海底的一種地形。海溝長一般在500～4500千米，寬40～120千米，一般呈V字形，上部比較和緩，越往下越陡峻。主要分布于環太平洋地區，也見于印度尼西亞以西的印度洋和加勒比海域，緊依島嶼或大陸沿岸山脈的外側，并且與大陸邊緣相對平行。世界大洋共有約30條海溝，其中主要海溝有17條，其中14條分布在太平洋區域。
關于海溝的成因，目前學界普遍認為它是大洋板塊俯沖到大陸板塊之下時形成的，是巖石圈板塊的匯聚型板塊邊界（消亡邊界）。。當海洋板塊因海底擴張向大陸板塊撞擊時，其前緣俯沖到大陸板塊之下，并插入到地幔下層，這樣，就形成海溝。
海溝作為一種海底地形與周邊其它地形有密切關系：海溝向大洋過渡的地方有平緩隆起，稱邊緣隆起；海溝斜面上常出現有階梯形臺地稱階地（bench）；海溝底部有厚度不大的沉積物，通常為幾百米，最厚的介于500—1500米之間；海溝與島弧構成現代地殼的活動地帶，即島弧海溝系，常伴有火山帶和地震帶。在地質學研究中，相關學者發現大地震(M≥6.0)絕大部分分布在海溝、火山島弧和大陸裂谷帶等拉張性構造帶，如環太平洋海溝、東印度洋海溝、大洋中脊、非洲裂谷、地中海—黑海—里海—波斯灣、歐亞大陸中部的伊塞克湖—阿拉湖—烏布蘇湖—庫蘇古爾湖—貝加爾湖裂谷。
大部分海溝比周圍洋底深2000米以上，水深一般大于5000米，如毛里求斯海溝5564米；最大水深可達到10000米以上，如馬里亞納海溝深達11034米。但是關于海溝的巨大深度直到上世紀50年代中期采用了聲測法后才知道。當時，探測者發現沿海溝軸部的深度為11000米，遠遠超過世界最高山珠穆朗瑪峰的高度。從這次探測之后，學界越來越重視對于大洋海溝的探測，有關海溝的資料也開始迅速積累起來。
定義
位于大陸邊緣或島弧與深海盆地之間、 兩側邊坡陡峭的狹長洋底巨型凹地。水深一般大于 5000m，如毛里求斯海溝 5564m 的狹長溝槽；最大水深可達到萬 米以上，如馬里亞納海溝深達 11034m。
特征
總述
總的來說，地球物理探測資料表明，海溝的洋側坡屬正常的大洋地殼，是大洋盆地巖石圈的直接延續；在其軸部增厚，軸部的玄武巖層厚度可達7~9km，比正常洋殼的玄武巖層厚3~4km；自軸部向陸一側，地殼厚度普遍急劇增大。海溝的洋側坡較緩，陸側坡較陡，兩側溝坡的上部較緩，下部較陡，平均坡度5°~7°；海溝斜坡地形復雜，切割強烈，多見峽谷、臺階、堤壩和注地等；海溝的溝底可被沉積物充填成平底。
分布特征
1、海溝和海嶺常常是連在一起的，并且通常呈弧形，海嶺有時露出海面形成海島或群島，而深海溝一般位于弧形海嶺的凸面。這是一些海底上坡度最大，高度最高和深度最深的地形懸殊的地方。
2、海溝不在大洋的中間，而在它們的邊緣，緊接著大陸和配連著成列的島嶼。
3、海溝是另一類型的巨型裂隙，大多數海溝的兩壁是不平整的，有一系列平行主溝的次級槽和脊，從地形上看，很像是次一級平行的裂隙。
4、海溝集中的地方常是地殼變動劇烈的不穩定的地區，多火山、地震和斷層。震源通常自洋側向陸側加深，構成自海溝附近向大陸方向傾斜的震海溝是位于海洋中的兩壁較陡、狹長的、水源帶。
沉積物特征
1、海溝的沉積新且不厚。海溝兩側普遍具階梯狀的地山島弧，中國臺灣島就是太平洋地殼插到亞洲大貌，地質結構復雜，發育藍閃石片巖相高壓低溫陸地殼下面形成的島弧，為地震多發區、變質帶。海溝中的沉積物一般較少，主要包括深海、半深海相濁積巖。而沉積速率高，板塊聚斂速率低，斜向俯沖，外斜坡陡時有利于充填較多的濁積巖。
2、海溝沉積可由于俯沖而消耗掉，若海溝只有10公里寬，俯沖速度1cm/年，由100萬年就可把海溝沉積全消耗盡。
3、有的海溝沉積物已發生變形，另一些未變形。
形狀特征
海溝外斜坡比內斜坡要平緩，故海溝整體的形狀是不對稱的。外斜坡基底構造為引張作用造成的正斷層，可以是玄武巖不規則面、海底山和地壘斷塊和地塹溝谷。其上為深海平原沉積物。厚度成分變化大，影響因素較多。逆斷層一般不常見。外斜坡向大洋一側為外緣隆起，寬緩不對稱，靠洋盆一側坡度較緩，向海溝方向陡，形成一個寬約200公里的隆起，比相鄰洋底高出300～500米。其形態可能是由下降板塊的彎曲作用和仰沖板塊的重量所致。其上受到引張，形成正斷層和由地壘分割的地塹，局部有火山活動，也有淺源地震。
成因
目前，學界針對于海溝的成因主要有兩種觀點，一是板塊構造學說，二是重力學說。
板塊構造學說
依照板塊構造學說的解釋，海溝是大陸板塊與大洋板塊交界處，由于不同的地質構造所形成的巨大裂縫，當海洋板塊因海底擴張向大陸板塊撞擊時，其前緣俯沖到大陸板塊之下，并插入到地幔下層，這樣，就形成海溝。如，琉璃球海溝處于菲律賓海板塊和歐亞板塊交匯、俯沖和消亡的地區。]因為海溝是大洋地殼與大陸地殼（或過渡型地殼）之間的接觸過渡帶，其內部重力異常、重力值低于正常值，這導致了海溝下的巖石圈被迫在巨大的壓力下向下沉降，從而形成了地震帶。
重力學說
基于重力異常的分布和地質構造，專家們又提出了關于海溝成因的種種假說，其中烏姆格羅夫—邁內茲(J．H．F．Umbgrove&F．A．V．Meinesz)的解釋被公認為比較充分。其海溝成因學說如下：多數海溝的重力異常為負值，可以認為是這里的硅鋁層特厚的緣故。由地殼壓縮或地球內部某種對流生成的向大陸傾斜的斷層帶，地殼沿著斷層帶彎曲下降后形成海溝。
地貌單元
對海溝的地貌特征進一步研究，可以將海溝劃分為以下幾個組成單元：
洋側斜坡
洋側斜坡，也稱外壁，是指位于海溝的外緣的一個寬緩的隆起帶，坡度為3°～5°，寬度為50～125km，高于正常洋底平原1000～2000m，水深3000～4 000m。斜坡上有縱向的溝谷，具有構造拉張性質。在某些地段，與隆起帶平行的方向上展布著張性裂谷，并發育有海底火山。這種地貌主要見于日本一小笠原海溝的外緣，在其他地方發育不典型。
溝緣階地
溝緣階地，是指在深海溝的邊緣或溝坡上可以發現一些相對平緩的地帶。這些相對平緩地帶在各島弧—海溝系所見深度不一致，淺至500m，最深為4000m。日本海溝溝緣階地深1000～2000m，馬里亞納海溝溝緣階地深度為3000～5000m。規模較大的溝緣階地一般都分布在海溝內側溝坡上，外側溝坡不明顯。
溝底
溝底，是指在深海溝的最深處由于堆積作用往往形成平坦的海底，即海底堆積平原，其寬度為30~50km。溝底縱剖面常常是波狀起伏，覆蓋有濁流沉積和遠洋沉積。海溝中的沉積物主要為來自島弧火山物質和侵蝕物質及海底滑坡重力堆積物。從深海溝堆積物來源推斷，溝底堆積平原應該由島弧一側向大洋盆一側緩緩傾斜（像大陸上的山前傾斜平原）。但是，有海溝底詳細觀察資料表明：溝底平原稍微向島弧方向傾斜。這可能反映在海溝底部靠近島弧的一側下降幅度較大，大洋板塊在海溝處向下“俯沖”時，可能受到來自地殼深處地幔的負浮力的影響
伴生島弧
島弧是位于海溝與邊緣海之間的正向構造地貌，是從海底隆起的巨大山脈和山系。島弧分為外島弧和內島弧。外島弧靠大洋一側，無火山地震帶；內島弧靠陸一側，是大洋板塊與大陸板塊接觸帶，火山和地震集中于此。海溝與島弧（山弧）相伴相隨，故稱之為海溝－島弧（山弧）系，簡稱溝弧系（trench-arcsystem），它們構成了特征的火山巖帶與地震帶，以環太平洋帶最為典型。由于海溝的分布表現出與島弧相平行，所以，人們常將海溝與島弧作為同一體系進行研究、如弧溝系、弧溝盆系等。島弧海洋地殼和與海溝像是孿生姊妹，形影相隨，不即不離。大陸地殼一島一溝，顯得奇特可貴。當然，其他的大洋也有相碰撞，海群島與海溝伴生的現象，這些都是大洋底與相鄰洋地殼向下陸地相互作用的結果。島弧出露水面部分往往成為串珠狀島嶼，水下部分有狹窄的島架、復雜的島坡和海嶺。
分布
海溝多分布于大洋邊緣：一是沿太平洋西邊島弧地帶分布，一是沿太平洋東岸美洲的海岸山脈分布，三是沿印度洋貫他群島南岸分布，約占海洋總面積的3%。
在各大洋目前已探明的30多條海溝中，其中主要的有17條。除了大西洋的南桑德威奇和波多黎各海溝、印度洋的爪哇海溝外，其余海溝幾乎多出現在太平洋邊緣附近。目前世界上最深的海溝是位于西太平洋馬里亞納群島東南側的馬里亞納海溝，其最深處斐查茲海淵的深度大約為11034 m，也是地球的最深點。這條海溝的形成據估計已有6000萬年，具有非常高的研究價值。中國近年來也開始開展深淵科考工作。
馬里亞納海溝
馬里亞納海溝(Mari-ana Trench），位于太平洋西北部，馬里亞納群島東側東南走向的弧形海溝。橫跨北緯10°～18°之間，最寬處超過150千米。深度全部在6000米以上，其中西南段最深海溝內的勇士海淵和查林杰海淵的深度。分別為11034米和10863米，是目前人們所知的地球最深點。1951年英國挑戰者Ⅱ號在太平洋關島附近發現了馬里亞納海溝。海溝底質以褐泥和紅粘土為主，也有海綿動物、硅藻等沉積物。
琉球海溝
琉球海溝是歐亞板塊與菲律賓海板塊之間的邊界。海溝西坡是大陸性質的琉球島弧，東坡是大洋性質的菲律賓海地殼，海底地震反射探測和地震震源定位表明，菲律賓海板塊沿海溝向琉球島弧下俯沖，俯沖角度與深度沿海溝走向變化。有證據顯示，由于俯沖板前緣的橫向移動，海溝和島弧正朝大洋方向后退弧后盆地—沖繩海槽發生拉張變形，最近一次的海溝后退與沖繩海槽擴張可能是從上新世末（2Ma前）開始的，島弧的后退移動和弧后拉張在南部與海溝走向垂直在中部和北部與海溝走向斜交總體上向南的運動分量占優勢。
爪哇海溝
爪哇海溝(Java Trench)，也稱雙他海溝(Sunda Double Trench)。是印度洋第三深的海溝。位于印度洋東部，印度尼西亞蘇門答臘島和爪哇島西南岸外約300千米處。在所有海溝中，雙巽他海溝與其它海溝有著明顯的不同。一般海溝的大陸一側，有火山列呈弧形作點線狀分布，在與大陸之間，環抱著深度超過2000米的海盆；從深海底到離開海溝的地方，多出現幅度很大的邊綴在一起的隆起部。雙巽他海溝地形的分布順序則稍有不同，從洋側向陸側的順序是：深海底、外洋海溝、非火山性列島、內側海溝、火山性列島、海盆，而加里曼丹島(西加里曼丹)、印度支那古大陸則位于最內側。另外，巽他海溝的重力異常的分布，在深海底，外側海溝為正，非火山性列島為負；內側海溝、火山性列島為正，而在其他海溝或其內側斜面為負，火山列島為正。從這種地形的分布順序和重力異常的分布格局的特征來看，巽他海溝是一個與其他海溝類型不同的海溝。
影響
海洋生物
海溝與上層海洋、海底之下存在著廣泛的物質和能量交換，涉及到多個圈層的物質和能量循環海溝，所以海溝是很多特殊海洋生物生存的地方。在海洋水深3600米以內，海洋動物在世界各海洋中大體是一致的，這說明海洋是相通的，海洋動物之間可以相互往來。到更深的海底，各海區的生物就有區別，在海溝中，它們有著各自獨特的動物群這說明，今天的深海溝曾經是比較淺的，在海溝沉陷變深過程中，當時有眾多的海洋動物被困在深淵中與外界隔絕了，一部分動物被淘汰，一部分適應了深淵的環境，保持著過去的形狀。這樣，海溝中保存了古時遺留下來的特殊的動物所以，對海溝中各種生物的研究可以幫助我們了解海洋的歷史。如1960年1月，科學家首次乘坐“的里雅斯特”號深海潛水器，首次成功下潛至馬里亞納海溝底進行科學考察，發現海溝底部高達1100個大氣壓的巨大水壓，對于人類是一個巨大的挑戰，但令人驚奇的是，在這樣一個高壓、漆黑和冰冷的世界（極少數海底受地熱的影響水溫可高達380℃），科學家們竟然看到有一條比目魚和一只小紅蝦在游動。
地質活動
海嘯
太平洋邊緣深海溝的斷裂活動、強地震，以及突然的海底變形，常常伴隨12·26印度洋地震的發生。據統計，公元479～1956年，在太平洋總共發生308次大海嘯，次數之多居世界大洋之首。
火山
與海溝相伴隨的地質活動還有火山，海溝的火山作用是以安山質為特征的。如，海溝眾多的太平洋邊緣地帶，素有“太平洋火環”之稱，地球上的522座活火山，有322座在太平洋地區，而且大多分布在太平洋邊緣地帶。如長白山火山就是一種與太平洋板塊在東亞大陸地幔轉換帶中滯留和深部脫水等過程密切相關的一種弧后板內火山，即發生在海溝周圍的火山。
在很多情況下，火山巖組分有著側向變化，即從島弧系的靠大洋一側為拉斑玄武巖，向大陸一側堿性熔巖和安山質熔巖增多。已知高熱流帶是出現在某些島弧的靠大陸一側，例如，西太平洋的一些島弧。海溝較明顯的地球物理學特征是一條非常顯著的負重力異常帶，自由空間異常值可低至－200毫伽以下，顯示出海溝地區的地殼均衡狀態遭到劇烈破壞，熱流值僅為1HFU左右，低于地殼平均熱流量，它出現在地形海溝之下，或者出現在海溝與島弧或大陸邊緣之間。大洋板塊下插到地幔一定深度之后，因強烈受熱，洋殼上層巖石尤其是具有較低熔點的、富含水分的海洋沉積物發生部分熔融，加上覆巖石圈板塊也發生部分熔融，便形成具有以中性成分為特征的巖漿。巖漿上升，引起廣泛的火山活動，形成了環太平洋火山帶。
重大事件
馬里亞納海溝的發現
世界海洋的平均深度不到四千米，而全球十九條海溝的深度都在七千米以上。處在大洋深處的海溝的秘密吸引了許多勇敢的科學家。尤其是那全長2500余公里、深達1萬多米的馬里亞納海溝，更是引人注意。該海溝南端的“挑戰者深坑”深達11022米，是目前人類已知的地球的最深處，最初發現這個深坑的是英國“挑戰者”號海洋調查船。1875年3月23日，“挑戰者”號到達關島以南的海域，第一次測深就測到了8148米，隨即玻璃溫度表在海水強大壓力下被壓得粉碎。后來，俄國、美國、德國紛紛派海洋調查船進入馬里亞納群島水域進行調查，導致了馬里亞納海溝的發現。
100年后，蘇聯人公布了對馬里亞納海溝的探測結果。此后，人們向“挑戰者深坑”發起挑戰，第一個挑戰者是瑞士的杰·皮卡德和美國的唐·沃爾什。杰·皮卡德是瑞士著名深潛器制造專家阿·皮卡德之子。父子倆為了向海底挑戰，奮斗了20余年，1952年，他們設計出可載2—3人的深潛器“的里雅斯特”號，1959年潛至5530米，以后又潛到7315米。在這之后，試潛小組制定了向“挑戰者深坑”進軍的計劃，1960年1月，杰·皮卡德和他的助手美國海軍上尉沃爾什，信心十足地爬進“的里雅斯特”號，從關島西南354公里處下潛，直達溝底，并在“挑戰者深坑”內發現魚蝦，勝利完成了探險。
1957年，蘇聯海洋研究所對馬里亞納海溝進行了詳細的探測，并用超聲波測深儀在它的西部發現了一條特別深的海淵。這條海淵位于北緯11°20＇9"東經142°11'5”，最深的地方達到一萬一千零二十二米，是這今為止人們知道的最深的地方。海淵大約有七個貝加爾湖那么深，若把世界最高的珠穆朗瑪峰加上一座泰山，放到海溝里去，也不能露出水面。在這樣的海底，氧氣缺少，水的壓力非常大。
繼“的里雅斯特”號深潛器告捷后，1962年，法國“阿基米德”號深潛器來到千島群島海面，對堪察加海溝進行探險，當下潛到8000米時發現了魚，同時進行了海底采樣。再一次證明，海溝深處不是人們通常認為的那樣寒冷，寂靜。那里不但有魚蝦，還有其它生命，海溝這一神秘的處所，不但受到地質學家和生物學家的重視，還引起了環境保護專家的注目。
日本海溝斜面裂縫的發現
1991年7月至8月，日本海洋科技中心的調查潛器—“深海6500”號在日本海溝和南海海槽實施潛航考察。在水深約6000m的日本海溝，發現了能證實太平洋板塊在東北日本弧下沉入的裂縫。
日本海溝的海側斜面，在客觀上由于存在與海溝平行的地溝一地壘群而獨具特點。“深海6500”在這地溝東西兩側陡崖上進行潛航。陡崖形成2～3級的階梯狀地形，已經發現在與海溝軸平行的南北方向上有很多裂縫群不斷發展。裂縫寬度從幾米到一—15m，其落差從2m到3m，幾乎沒有沉積物，形成了薪新的時代。
“泰坦號”潛艇發生爆炸
2023年6月22日，美國海岸警衛隊稱，此前在參觀“泰坦”號郵輪殘骸時失蹤的美國深海潛水器，已在沉船地點附近發生“災難性內爆”。
據悉，觀光潛艇"泰坦號"載著5名乘客，18日從加拿大下潛探訪沉沒泰坦尼克號，之后在大西洋海域失聯，就在22日5人達到"氧氣存活極限"96小時之后，搜救隊發現疑似殘骸，美國旅游公司"海洋之門探險"（OceanGate Expeditions）23日凌晨發布聲明，認為潛艇中包含英國富豪、巴基斯坦富商父子等5名乘客已經不幸死亡。而美國海岸警衛隊也稱，從海底遙控探測車發現的碎片，已被評估為潛艇的一部分。
相關假說
基于對于海溝的形成原因的探索，學界也出現了許多與之相關的假說。
與洋中脊的形成時期是否相同
假定海溝與洋中脊是同期產物：按照目前流行說法，海溝是地幔對流下降流導致地殼下彎的結果，它使洋中脊增生的地殼長度縮短，那么，地球上洋中脊和海溝的形成期將發生在晚休羅世以前，千島群島海溝和日本海溝至少已經吞了一段現今的北太平洋寬度的洋殼，并且，目前的大洋格局就是當時的分布格局。顯然，這種動態的觀點不能取得陸上證據的支持，而大洋兩岸靜止的觀點也是不符合現實的。—海溝與洋中脊不是同期產物，但仍然是洋殼消減帶：海溝形成時代早于洋中脊以及海溝是洋殼消減帶的提法無證據。
海溝與洋中脊不是同期產物：據上述，得此結論無疑。海溝的形成期為海溝軸部最老水平沉積物的形成期。
與洋中脊的性質是否相同
如果海溝性質類同于洋中脊，那么海溝應該存在有張性應力場，并且與洋中脊一樣，每年有一定量的擴張，這樣，海溝因其比洋中脊更深入地球內部，總有一天，它將成為更加典型的洋中脊，一個大洋中將對稱地出現兩條或多條平行的洋中脊。因為現實世界里找不到這樣的例子，所以，海溝的性質不同于洋中脊。
性質介于洋中脊和山脈之間的地質體是穩定的地塊，在地史中，它一直處于穩定狀態，既不會被褶皺成山，也不會被拉張成裂谷或洋中脊。海溝不屬于這一類。那么，海溝性質類同于山脈。
與地球體積縮小的關系
由于絕大多數山脈是地球體積縮小的產物，海溝性質類同于山脈，所以，海溝主要是造山期形成的產物。
與山脈構造的關系
既然海溝是地球體積縮小的產物，所以海溝的形成模式應該是相鄰兩板塊的共同下沉可以形成海溝，一個板塊向另一個板塊的人覆式縮短地殼可以形成海溝，一個板塊與另一個板塊的包嵌式縮短地殼可以形成海溝，一個板塊與另一個板塊的推疊式縮短地殼可以形成海溝，一個板塊與另一個板塊的鉚鉤式縮短地殼可以形成海溝。所以，海溝可以是山脈的負向構造，也可以不是山脈的負向構造，但海溝總是比本身板塊其他位置和相鄰板塊的大部分位置低，不會與山脈一樣成為向上的正向構造。
與洋中脊構造的關系
因為海溝性質不同于洋中脊，所以海溝也不會是洋中脊的負向構造。
與壓縮力作用和膨脹力作用的關系
因為山脈屬于地球體積縮小的產物，所以海溝是地球收縮力(壓縮力)作用的產物。地球的膨脹力作用也可以形成狹長的低洼地帶，但它們被人們習慣稱為裂谷、地塹或“某海”。
形成時期問題
海溝可以形成于地球周長、表面積縮小的開始階段，也可以形成于地球周長改變量持續增大階段或地球周長改變量持續減小階段。無論形成于哪一階段，海溝本身所具有的地殼縮短量都是有限的。
參考資料 >
海洋科普|海溝.南海海洋資源利用國家重點實驗室.2025-04-26