大西洋海底巨洞是位于大西洋中脊“十五、二十断裂带”（FTFZ，该断裂带是北美与南美板块的边界 ）的地质异常构造，由裸露地幔物质构成，其地壳缺失现象与板块理论对正常地壳厚度的预测存在差异 。
该区域于2007年由英国“詹姆斯·库克”号科考船首次系统探测，科考团队由杜汉大学、卡地夫大学及南安普顿国家海洋学中心组成。探测任务历时六周，通过声纳测绘与机器人潜艇在16000英尺深海采集地幔样本，科学家希望通过航程了解为何有数以百计平方英里的地壳不知去向，并一窥地幔的面貌。巨洞形成与大西洋板块以每年2厘米速度撕裂有关，板块裂隙未被火山物质填充而直接暴露地幔层 ，其形成机制与在慢速或超慢速扩张脊上由拆离断层滑动调节、导致下地壳和上地幔岩石折返的新型海底扩张模式相关 。当前GPS观测表明该区域北美与南美板块相对运动微弱，处于强耦合状态，有研究推测俯冲可能沿转换断层/破裂带侧向传播 。
该构造于2007年被探测 。后续研究揭示，其形成机制与一种在慢速或超慢速扩张脊上由拆离断层调节的新型海底扩张模式相关 。
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