2020年十大地質學發現：南極也曾樹木叢叢－Ken641228的部落格

圖1 黃石公園歷史上的超級噴發

在美國黃石國傢公園的間歇泉和溫泉之下，隱藏著許多熱點（地質學上的“熱點”指地球表面長期歷經活躍的火山活動的地區）。科學傢發現，大約900萬年前，這裡爆發瞭兩次歷史性的超級火山爆發。在分析瞭該地區的古火山巖帶和火山沉積物後，研究小組發現瞭之前這兩次噴發的證據，他們將其命名為麥克馬倫溪超級噴發（McMullen Creek supereruption）和格雷陸地超級噴發（Grey‘s Landing supereruption），後者打破瞭記錄，成為迄今為止探測到的黃石熱點地區規模最大的一次噴發；大約872萬年前，黃石超級火山噴發覆蓋瞭大約23000平方公裡的地區，即現在的愛達荷州南部和內華達州北部。

圖2 地核附近的巨大團塊超出想象

在地球的固體地幔和液體外地核的交界處，存在著像大陸一樣巨大的巖石團塊。現在，科學傢們認為，它們的規模可能比原先想象的還要大。根據之前的估計，如果被拉到地球表面，兩個最大團塊的高度將是珠穆朗瑪峰的100倍。然而，在對數十年的地震數據進行分析之後，科學傢們現在估計，太平洋下方的一個大團塊實際上可能可怕得多。例如，沿著這個團塊邊緣新發現的一個結構直徑超過1000公裡。

圖3 經受住巨大海嘯的北海島嶼

大約8000年前，一場海嘯襲擊瞭英國和荷蘭之間的平原，淹沒瞭大部分陸地。但研究表明，一些島嶼可能經受住瞭海嘯的沖擊，為石器時代的人類提供瞭數千年的傢園。海嘯過後，這些島嶼在水面上存在瞭一段時間，但大約1000年後，海平面上升最終淹沒瞭這些島嶼。科學傢們在英格蘭東部約克郡的烏茲河（River Ouse）河口附近采集到瞭相關的海底沉積物，才揭示瞭這些島嶼不為人知的歷史。

圖4 地核有10億年的歷史

科學傢估計，地球的核心是一個寬約2442公裡的鐵球，很可能形成於10億至13億年前。研究團隊在極小的尺度上重建瞭地核形成的條件，計算出一團熔融鐵需要多長時間才能形成目前大小的地核。大約10億年的時間窗口與地球磁場的歷史波動十分吻合——在10億到15億年前，地球的磁場明顯變強。內地核的結晶可能導致瞭磁性的增強，因為這個過程會向液態的外地核釋放熱量，而熱量會在液體中引起劇烈的攪動，從而為磁場提供動力。

圖5 加拿大地下的一塊失落大陸

大約一億五千萬年前，一塊如今已消失的大陸分裂成巨大的碎片，其中一塊就隱藏於今天的加拿大地下，直到最近才被科學傢發現。他們在研究一種名為金伯利巖的火山巖時取得瞭這一發現。金伯利巖是金剛石的母巖，尋找鉆石礦常常由尋找金伯利巖開始。研究人員在加拿大北部巴芬島地下近400公裡處采集到瞭這些金伯利巖，發現其礦物化學成分與那塊消失已久的大陸相吻合。這一取樣地點也成為發現該大陸證據的最深采樣點。

圖6 澳大利亞附近的水下河流

科學傢在2020年發現瞭大量冰冷的咸水河流，從澳大利亞海岸流入深海。研究人員使用自動水下航行器發現，這些河流是海岸附近的淺水在冬季失去熱量時形成的。經過夏季幾個月的蒸發，淺水變得比深水更咸，因此當淺水冷卻時，稠密的咸水下沉，形成一條在海洋中蜿蜒流動的水下河流。這些河流綿延數千公裡，將營養物質、植物和動物物質以及污染物帶入大洋。

圖7 南極冰層下發現古老雨林遺跡

在人們的印象中，南極洲可能是與熱帶雨林關系最遙遠的地方。然而，科學傢正是在南極洲西側發現瞭遠古雨林的遺跡。在派恩島冰川附近的海底，科學傢鉆取到瞭一些不同尋常的沉積巖心，其中發現瞭森林的殘骸。巖心的一層沉積物具有與周圍明顯不同的顏色，經過仔細觀察，科學傢們發現瞭古老的花粉、孢子、開花植物碎片和根系網絡。該樣品可以追溯到9000萬年前的白堊紀中期，當時的南極氣候要比現在溫暖得多。

圖8 中國地下600公裡處的古老海床

科學傢在中國地下數百公裡處發現瞭曾經位於太平洋海底的海床，而且這片海床還在繼續向地幔過渡帶下沉。組成這片海床的巖石曾經位於海洋巖石圈之上，這是地球表面的最外層。當巖石圈與鄰近的構造板塊碰撞時，這片海床就被向下推，這就是所謂的俯沖事件。科學傢還從未在地球表面以下如此深的地方——地下410至660公裡之間——發現過俯沖事件。

圖9 消失的板塊再被發現

科學傢對一個構造板塊進行瞭數字重建，結果顯示，大約6000萬年前，該板塊的運動可能在太平洋上形成瞭一條火山弧。以往一些地球物理學傢認為，這個被稱為“Resurrection”的板塊從未存在過。但如果這個板塊確實存在，它應該在數千萬年前就被推到瞭地殼之下。因此，科學傢通過計算機模擬反演瞭這一運動，實際上就是把它和其他古代板塊拉回到地表。他們發現，“Resurrection”就像一塊完美的拼圖，就位於庫拉板塊和法拉龍板塊的東部，其邊緣與華盛頓州和阿拉斯加的古代火山帶相吻合。

圖10 使帝國大廈相形見絀的珊瑚結構