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南极冰层下暗藏千公里山脉 形成原因待破解

http://www.sina.com.cn  2007年06月08日 07:35  北京科技报

  英国《独立报》上周报道,科学家们正在竞相揭开这些被封冻在深深的南极冰层下的高大山脉的形成之谜,三种观点引发了争辩;而中国科学家则有可能通过获得岩石和冰样样本而找到正确答案。

  争鸣背景

  地震学家的惊人发现,

  南极冰层下深埋“阿尔卑斯山”

  1958年的一天,苏联一个由地震学家组成的小组正在向南极最偏远的地点进发。他们每隔50公里勘测一次,然后记录下仪表盘上的读数。

  突然,他们发现勘测仪在冰层深处触到了某些东西———这最后被证明为一座山脉的山峰。山脉长约1000公里,像阿尔卑斯山脉一样长,深埋在南极冰层之下!

  苏联第三南极探险队成员继续向他们的既定目标进发。当他们再次返回这里时,他们用三年前过世的、苏联受人尊敬的地震学家戈里高里伊·加姆伯特塞夫的名字命名了这个发现。

  但是,让人百思不得其解的是,这个山脉怎么会暗藏在南极冰层之下?

  观点1:冰蚀帮助形成山脉

  山脉形成的通常方式不会在南极中心发生

  山脉通常是在大陆板块相互碰撞时岩脊隆起形成,但是在南极中心并没有板块碰撞的痕迹。爱丁堡大学的冰河学家斯图尔特·加米森利用大冰盖模型模拟南极大陆的演变过程,他说:“在南极洲中心没有板块交界处,而且过去的亿万年中,南极板块的形状几乎没有发生什么改变。”

  根据很多科学家的观点,山脉形成的通常方式似乎不会在这种情况下发生。因此很多人提出疑问:是不是大冰盖的腐蚀作用创造了这座山脉?

  冰蚀让地层变薄,岩浆冲击使其抬升

  一个观点认为,正是冰蚀本身帮助形成了这些山脉。

  南极冰盖已经存在1500万年了。在冰盖形成初期,南极洲中心地带一定有冰雪形成,它们开始腐蚀这个区域,让该地的地层变薄。与此同时,岩层圈下方炙热的岩浆可能会冲击这个地区,因此在地球内部熔融岩浆的张力作用下,这些由腐蚀导致的薄弱地点很容易就被抬升起来。

  “我们知道冰河可以改变山脉的形状,但是如果这些山脉是以这种方式形成的,这将是山脉形成的新途径。”加米森说。不过,他认为,要证明冰盖腐蚀帮助形成了山脉的理论,首先要寻找当地冰河作用在岩石中留下的微小证据。

  “如果覆盖山脉长达1500万年的冰盖没有腐蚀地壳,这些山脉不是通过冰盖腐蚀地壳形成的,这也意味着加姆伯特塞夫山脉不止1500万岁。”

  观点2:压力释放导致地壳隆起

  另一种观点则认为2.5亿年前的远场(far-field)压缩创造了这些山脉。

  针对远场压缩,专家们解释说,当地壳板块相互碰撞时,产生的压力被传输到很远,直到发现一个比较薄弱的地方才被释放出来。因此这座山脉是在地壳隆起的过程中产生的。然而,很多人认为,如果南极冰层下的这座山脉果真是以这种方式形成的,那么冰蚀地貌一定耸立在这里很长时间了。然而,这又产生了另一个疑惑———它可能的“长期存在”又引起了争议。

  有人认为,如果一座山脉耸立在这种环境下这么长时间,它早该被水或冰腐蚀掉了。

  观点3:火山“热区”推力形成山脉

  于是,针对这座神奇山脉的成因,科学家们又提出了第三种理论,认为是火山特有的“热区”抬升了这些山脉,正如热区创造了太平洋的夏威夷群岛那样。但是,在过去的1亿年间,南极洲的这个地区并不存在明显的热区。

  加米森认为,这座山脉更可能是被热区产生的推力抬升起来的。他正在利用计算机模拟南极冰层下这种情况的演变过程。

  他说:“我在猜想,冰层的哪里正在发生腐蚀作用,这个结果将告诉我们是否冰正在改变山脉或者是否在南极洲边缘附近有更多的腐蚀现象发生。我们想弄清楚的是:在冰河作用的1500万年后,加姆伯特塞夫山脉是否存在。如果我的模型显示那个地区没有腐蚀发生,而是在别的地方发生,我们就敢说冰盖可能保护了这座山脉,因此它们一定是在冰出现之前产生的。”

  加米森同时认为,“如果这座山脉是由远场压缩产生,它们应该已经有2.5亿年的历史。那将意味着它比我们以前认为的存在的时间更长。但问题是:被冰覆盖的地形能保存多长时间。” -编译/杨孝文

  延伸阅读

  中国专家将从样本找答案

  中国的研究人员希望从钻孔中获得岩石和冰样样本,这有助于确定三个理论中哪一个更能解释冰层下这座山脉的形成方式。

  英国南极调查局的地理信息系统管理人员保罗·库伯曾在1979年参与绘制南极洲地图。他表示,发现加姆伯特塞夫山脉的形成方式对我们更好的了解南半球至关重要。

  库伯说:数百万年前,南半球的所有大陆都连接在一起。南极洲正处于这块陆地的中心。1亿年前这块相连的陆地分裂开来。了解南极洲的演变能让我们更好地了解南美洲、非洲、南亚次大陆和澳大利亚的地质发展情况。

  “如果搞不清这些,我们就无法弄清楚矿物开发等事情,我们也不能真正理解地球气候的发展过程。因为南极洲的孤立局面已经导致它的气候与南半球的气候有了很大不同。”他说。

  科研追踪

  科学家计划启动

  新一轮探测

  科学家在20世纪70年代就绘制出了加姆伯特塞夫山脉的地图。

  当时,科学家乘坐飞机来到那里,利用可穿透冰层的无线电波测量它们的体积。爱丁堡大学的另一位冰河学家马丁·瑟盖特希望能重新进行这项测量活动,以获得更多有关这座山脉的资料。

  瑟盖特说:“如果新一轮探测活动能在两年内进行,让我感觉最激动的事情是它将是一次完美的探险。我们以为自己对南极洲冰盖下的情况了解很多,但事实上我们知道的非常少。这里是一个保证能让你取得新发现的区域。南极洲是地球上最大的水资源储存库,如果它曾经发生什么改变,一定会对全球带来巨大影响。”

  “我们知道,我们对火星表面的了解要比对南极洲冰盖下的情况了解的还要多。而且现在这种情况更加明显。”他说。

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