海沟多分布在大洋边缘，而且与大陆边缘相对平行。对于海沟，目前科学家有许多不同的观点。有人认为，水深超过6000米的长形洼地都可以叫做海沟。另一些人则认为真正的海沟应该与火山弧相伴而生。世界大洋约有30条海沟，其中主要的有17条。属于太平洋的就有14条。
地球上主要的海沟都分布在太平洋周围地区，环太平洋的地震带也都位于海沟附近。地球上最深、也是最知名的海沟是马里亚纳海沟，它位于西太平洋马里亚纳群岛东南侧，深度大约11,034米。1951年英国挑战者Ⅱ号在太平洋关岛附近发现了它。
在地质学上，海沟被认为是海洋板块和大陆板块相互作用的结果。密度较大的海洋板块以30度上下的角度插到大陆板块的下面，两个板块相互摩擦，形成长长的"V"字型凹陷地带。另外，科学家还认识到所有的海沟都与地震有关。环太平洋的地震带都发生在海沟附近。这是因为海沟区的重力值比正常值要低，它意味着海沟下面的岩石圈被迫在巨大的压力作用下向下沉降。
海沟是岩石圈板块的汇聚型板块边界（消亡边界），大洋岩石圈板块在此俯冲、消亡。主要分布于环太平洋地区，也见于印度尼西亚之西的印度洋和加勒比海域。在太平洋西部和印度洋，海沟与岛弧平行排列；在太平洋东部，海沟与陆缘火山链相伴随。海沟有以下特征：
①海沟长一般在500～4500千米，宽40～120 千米。地球上最深的马里亚纳海沟深达11,034米。海沟在平面上大多呈弧形向大洋凸出，横剖面呈不对称的V字型，近陆侧陡峻，近洋侧略缓。②海沟两侧普遍具阶梯
状的地貌，地质结构复杂，发育蓝闪石片岩相高压低温变质带。海沟中的沉积物一般较少，主要包括深海、半深海相浊积岩。海沟是大洋地壳与大陆地壳之间的接触过渡带。
③海沟的两面峭壁大多是不对称的"V"字型，沟坡上部较缓，而下部则较陡峭。平均坡度为5度到7度。偶尔也会遇到45度以上的斜坡。
④海沟为重力负异常带，自由空间异常值低达－200 毫伽以下，热流值仅为1HFU左右，低于地壳平均热流量。
⑤沿海沟分布的地震带是地球上最强烈的地震活动带。震源通常自洋侧向陆侧加深，构成自海沟附近向大陆方向倾斜的震源带（见贝尼奥夫带）。
海沟分布在活动大陆边缘，主要见于环太平洋地区。在太平洋西部，海沟与岛弧平行排列；在太平洋东缘，海沟与陆缘火山弧相伴随。大西洋和印度洋也有少数海沟。环太平洋的地震带也都位于海沟附近。地球上最深、也是最知名的海沟是马里亚纳海沟，它位于西太平洋马里亚纳群岛东南侧，深度大约11,034米。
1951年英国挑战者Ⅱ号在太平洋关岛附近发现了它。海沟与岛弧紧密共生构成统一的弧沟系。大多数海沟位于岛弧向洋一侧；也有少数海沟见于岛弧陆侧的边缘盆地中，如南海东缘的马尼拉海沟、所罗门海的新不列颠海沟和珊瑚海的新赫布里底海沟等。这些海沟除长度较小外，其他形态特点与一般海沟无异。
对于海沟，目前科学家有许多不同的观点。有人认为，水深超过6000米的长形洼地都可以叫做海沟。另一些人则认为真正的海沟应该与火山弧相伴而生。世界大洋约有30条海沟，其中主要的有17条。属于太平洋的就有14条。
海沟洋侧坡是大洋盆地岩石圈的直接延续，地壳结构一般属于正常的大洋地壳。海沟的轴部地壳开始增厚，但仍具有洋壳的3层结构。轴部地壳增厚主要是由于层3增厚的结果。
层3厚度可达7～9公里，比标准洋壳的层3(4～5公里)厚。有的海沟轴部莫霍面的深度超过海面之下20公里，如千岛-堪察加海沟和汤加海沟。但也有轴部地壳无明显增厚的，如琉球海沟和阿留申海沟。
自轴带向陆一侧，地壳厚度普遍急剧增大。海沟大体上是大洋地壳与大陆地壳（或过渡型地壳）之间的接触过渡带。
海沟及其伴生的火山弧，位于板块俯冲边界，有强烈的地震活动。震源通常自洋侧向陆侧加深，构成自海沟附近向大陆方向倾斜的震源带，称为贝尼奥夫带，其形成与板块俯冲作用有关。海沟本身主要为浅源地震带。大量的浅源地震发生于海沟陆侧坡一带。
其震源机制多数显示为逆断层型，反映了俯冲板块与上覆板块之间的汇聚挤压作用。浅源地震也见于海沟轴部和洋侧坡。在洋侧坡和外缘隆起，地震震源机制多显示引张作用。这可能是由于大洋板块俯冲下弯，使弯曲部凸面的板块表层处于伸张状态所致。中、深源地震则主要分布在火山弧及弧后地区。
20世纪20～30年代，荷兰学者F.A.芬宁·梅因纳斯首先发现海沟是重力负异常带。自由空间异常与均衡异常最低值位于海沟轴部或略偏陆侧。自由空间异常低达-200毫伽以下，显示出海沟地区的地壳均衡状态遭到剧烈破坏。
负重力异常表明：在均衡调整作用下，该带具有上浮而使海沟地形消失的趋势。但板块的俯冲沉潜作用与均衡上浮力相对抗，使深邃的海沟地形得以维持。俯冲作用使海底岩石圈下陷，并代之以增厚的水层，必然会导致重力值降低。故负重力异常的存在也为俯冲作用的存在提供了佐证。
外缘隆起则伴有不大的重力正异常。有的海沟未发现磁异常，或仅有微弱的正或负的磁异常。有的海沟（如阿留申海沟和日本海沟）已发现条带状磁异常与海沟轴斜交，条带状磁异常越过海沟轴,延伸入海沟内壁下数十公里，其异常幅度向陆侧逐渐降低。这可能是大洋板块向陆侧俯冲的反映。
海沟是冷板块的下潜处，其热流值低达1微卡/(厘米2·秒)以下。由于岩石的热导率极低，俯冲的速度却较快，下插板块的温度就比同深度的地幔的温度低得多，海沟及海沟内壁附近出现很低的地温梯度和热流值，所以海沟本身缺乏火山活动，海沟深部可出现高压低温变质作用。而海沟向火山弧的方向，热流值却显著升高。
十条最深海沟：
（1) 太平洋马里亚纳海沟：最深11,034米，为目前所知最深之海沟，也是地壳最薄之所在。该海沟地处北太平洋西方海床，位于北纬11度21分、东经142度12分，即近关岛之马里亚纳群岛东方。此海沟为两大陆板块辐辏之潜没区，太平洋板块于此潜没于菲律宾板块之下。海沟底部于海平面下之深度，远胜珠穆朗玛峰海平面上之高度。
（2) 太平洋汤加海沟：最深10882米，在太平洋中南部汤加群岛以东，北起萨摩亚群岛，南接克马德克海沟，全长1,375公里，宽约80公里。平均深6，000米，最深达10,882米。
（3) 太平洋日本海沟：最深10682米，在太平洋西北部，日本群岛东侧南北分布的海沟。北连千岛海沟，南接伊豆诸岛东侧小笠原群岛附近的海沟。长890公里，宽100公里。平均深度6,000米。本州岛鹿岛滩东部深8,412米，最深处在伊豆诸岛东南侧。
（4) 太平洋千岛海沟：最深10542米，是在太平洋千岛群岛附近的一个海沟。
（5) 太平洋菲律宾海沟：最深10497米，位于菲律宾群岛以东的海沟，从吕宋岛之东北方伸延至印尼哈马黑拉的摩鹿加群岛，长约1,320公里，阔约30公里。菲律宾海沟形成的原因是板块的碰撞，由玄武岩组成较重的菲律宾板块以每年16厘米的速度沉到由花岗岩组成较轻的欧亚板块之下。两块板块的交汇之处就是菲律宾海沟。
（6) 太平洋克马德克海海沟：最深10047米，长约1500公里，平均宽度60公里。
（7) 大西洋波多黎各海沟：最深9219米，位于大西洋北部，波多黎各岛北9218公里，长约1550公里，平均宽度120公里。
（8) 大西洋新赫布里底海沟：最深9174米，位于万那杜岛(新赫布里底岛)与新喀里多尼亚岛之间的珊瑚海边缘。长约1200公里，平均宽度70公里。
（9) 太平洋布干维尔海沟：最深：9140米，位于太平洋西南面，布干维尔岛以西9140公里。
（10) 太平洋雅浦海沟：最深8850米，位于太平洋西部，帕劳群岛与马里亚纳海沟之间，雅浦岛东北8850公里。
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