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借助新技术:科学家发现一片新海洋正孕育而生

2020-07-20 09:16:16 来源: 红星新闻 作者: 王雅林徐缓
摘要:未来交给时间来塑造。但唯一可以确定的是,届时,地球的地质结构将发生天翻地覆的变化。

  借助新技术:科学家发现非洲大陆早已“暗中”分裂一片新海洋正孕育而生

  人类总会花很多时间思考未来:到2040年,人工智能会取代人类吗?到2100年,人类会生活在温室里吗?那么,在更遥远的未来,地球会是什么样子呢?比如,2亿年后……

  未来交给时间来塑造。但唯一可以确定的是,届时,地球的地质结构将发生天翻地覆的变化。

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  ▲美国国家航空航天局(NASA)阿卡(Aqua)卫星上搭载的中分辨率成像光谱仪(MODIS)于2017年5月29日捕获的黑海图像。图据NASA

  科学研究指出,地球地壳由12个构造板块组成,它们聚集在一起,然后在一个大约持续4到6亿年的周期中分离。这意味着,在我们无法察觉的地方,它们一直在不停地缓慢运动中。

  据美国全国广播公司NBC新闻18日报道,近日,借助于新的全球定位系统(GPS)技术,科学家们发现,非洲大陆早已“暗中”慢慢分崩离析,而一片新的海洋正在诞生。尽管可能这一过程非常缓慢,但“我们目前已经可以看到海洋地壳开始形成,因为它在成分和密度上明显不同于大陆地壳”。

  三个板块结合处早已“暗潮涌动”

  位于东非埃塞俄比亚的阿法尔洼地(Afar Depression),是这个星球上最热的地区之一,也是世界上地质最活跃的地区之一。这片荒无人烟的区域位于阿拉伯、努比亚和索马里三个板块的结合处。科学家们一直怀疑,这三个板块的“暗中”相互分裂,已经有一段时间了,而2005年埃塞俄比亚沙漠中出现的35英里(约合56.3公里)长的裂谷,就是最明显的证据。

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  ▲2005年埃塞俄比亚沙漠中出现的35英里长的裂谷。图据NBC新闻

  科学家们表示,三个板块缓慢地相互分离并逐渐形成一个巨大的裂谷,这正是板块构造慢慢将大陆分离的预兆。

  地壳是由十几个大的构造板块组成的,这些形状不规则的岩石板块不断地相互挤压、攀越、滑动或彼此远离。在过去的3000万年里,阿拉伯板块一直在远离非洲,这一过程在两个相连的大陆之间形成了红海和亚丁湾。与此同时,东非的索马里板块也在从努比亚板块向外延伸。

  科学家们对于非洲大陆的构造研究已经进行好几十年了。他们认为,这一复杂的地质过程最终将把非洲一分为二,在500万到1000万年后的某个时候,形成非洲的构造板块很可能会分崩离析,最终将大陆一分为二,并形成一个新的海洋盆地。

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  ▲科学家预测,500万到1000万年后,地壳运动将把非洲大陆一分为二,并形成一个新的海洋盆地。图据罗彻斯特大学官网

  地处努比亚、索马里和阿拉伯板块交界处,阿法尔洼地独一无二的位置使其成为研究复杂构造过程的“天然实验室”。

  “这是地球上唯一可以研究大陆裂谷如何变成海洋裂谷的地方,”英国利兹大学的博士生克里斯托弗·摩尔说道。他一直在使用卫星雷达监测与非洲大陆分裂有关的东非火山活动。

  然而,尽管研究已进行了几十年,但仍有一些重要的未知因素尚未明确,包括究竟是什么导致了非洲大陆开始分裂。虽然地球的构造板块在不停地移动,但科学家们仍然不知道是什么具体原因在驱使这三个板块彼此远离。一些科学家认为,东非的地幔中升起的大量炽热的岩石柱,可能是驱动该地区大陆裂谷的原因,但这样的假设难以得到证明。

  幸运的是,新的卫星测量技术正在帮助科学家更好地了解这种转变,并且提供了宝贵的工具,来研究在地球上最独特的地理位置之一逐渐诞生一个新海洋的过程。

  新GPS技术带来地质研究新突破

  海洋地球物理学家、美国加州大学圣巴巴拉分校名誉教授肯·麦克唐纳说,近年来,全球定位系统(GPS)技术彻底改变了这一研究领域,使科学家能够精确测量地面是如何随时间移动的。

  “有了GPS测量,哪怕运动速率每年仅有几毫米,同样可以测量得到,”麦克唐纳说道。“当我们从GPS上获取越来越多的测量数据时,就能更清楚地了解发生了什么。”

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  ▲有科研人员指出,全球定位系统(GPS)技术彻底改变了地质研究领域。图据EARTH Magazine

  得益于新的卫星测量技术,再加上实地研究,可以帮助科学家们拼凑出阿法尔洼地的地表之下究竟发生了什么。而这片位于非洲大陆的新海洋的诞生过程,将给全球的地质学家一个前所未有的机会,以研究这种地质构造断裂是如何发生的。

  然而,想要亲自探寻这个大陆裂谷的“活实验室”,也并非一件易事。

  “那里被我们称为‘但丁的地狱’,”美国杜兰大学的地球物理学家辛西娅·埃宾杰说道。她曾在阿法尔洼地进行过多次实地研究活动。“地球表面上最热的人居城镇就在阿法尔地区,白天的温度通常高达130华氏度(约54.4℃),晚上的最低温度也足足有95华氏度(35℃)。”

  埃宾杰在地质变动领域的研究主要集中在2005年出现的那条长达56.3公里的巨大裂缝上。她说,这种剧烈的大陆分裂相当于“几天内完成了几百年的板块运动”。

  从那时起,埃宾杰的研究就集中在了引发这些极端事件的原因上。她的研究表明,裂谷的形成过程并非一直是平稳、稳定的,有时过程中会产生剧烈的颠簸。“而我们正在努力理解,压垮骆驼的那最后一根稻草是什么,”她说道。

  埃宾杰认为,岩浆上升形成的压力可能触发了阿达尔洼地的“爆炸事件”——就好像气球灌进了太多水,结果在外表面制造了巨大的张力,最终导致气球爆裂。

  随着时间的推移,这些分裂事件将重塑非洲大陆。如今,阿法尔洼地的每个板块边界正在以不同的速度分离,据麦克唐纳介绍,阿拉伯板块正以每年约1英寸(2.54厘米)的速度离开非洲,而两个非洲板块的分离速度更慢,每年大约在半英寸到0.2英寸之间。与此同时,这些分离板块的合力正在形成所谓的大洋中脊系统,最终那里将会形成一片新的海洋。

  “亚丁湾和红海将淹没阿法尔洼地,进入东非大裂谷,成为一个新的海洋,东非的那一部分陆地将形成一块独立的小大陆,”麦克唐纳预测道。


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