在地质学家莱昂内尔·卡特在新西兰东海岸绘制洋流和深海沉积物运动图时，发现了一些意想不到的东西：一种独特的火山循环系统，其中海底沉积物深入地球内部，从新西兰阿尔卑斯山的火山中喷发出来，然后沉降到海底，重新开始循环。卡特说，整个过程可能需要大约300万年才能完成。
广告
在惠灵顿新西兰国家水和大气研究所工作的卡特知道，他所研究的海底沉积物起源于新西兰阿尔卑斯山。沉积物以及阿尔卑斯山坡上的岩石和土壤包含相同类型的云母的相同量，云母是一种由铝、钾和其他元素组成的矿物。这种云母特征告诉卡特，这些沉积物是由高山坡度侵蚀而来，冲入河流，并沉降在新西兰的海岸架上。
卡特追踪了沉积物受洋流驱动的运动，从海岸架到陡峭海底峡谷的边缘。在那里，在类似于雪崩的泥浆中，沉积物沿着峡谷侧面的通道向下沉降约三英里，并在海底扇出，深层洋流将其拖向克马德克海沟，这是一个位于新西兰北岛附近海底的四半英里深裂缝。在海沟处，太平洋板块以每年约1.5英寸的速度潜入澳大利亚大陆板块之下，深入地球内部。
此时，沉积物的踪迹似乎已经消失。但几乎是出于一时兴起，卡特想知道，这些沉积物在熔化数英里海底后，是否会以熔岩和火山灰的形式在新西兰的火山中重新浮出地表。云母含量将不再作为地质指纹有用——矿物会熔化并以不同的元素浓度重新形成。但卡特知道，沉积物的一个特征在它们炽热的旅程中不会改变——其中包含的两种铅形式的比例。卡特的惠灵顿维多利亚大学同事约翰·甘布尔分析了同位素比例，发现来自海沟最底部的沉积物与新西兰阿尔卑斯山中的火山岩具有相同的铅指纹。
卡特说，这是一个非凡的循环系统，可能也是唯一的一个。首先，你需要一个系统将沉积物从陆地带到深海。然后，你必须有板块边界碰撞，以及一个系统来捕获沉积物并将其带入地幔并通过火山喷出。
