揭開南極“鬼山”之謎

展令揚 · 發表於 2011-11-23 01:02:47

南極冰層深處，一座被深度凍結幾千年的神秘山脈終於露出真容——“鬼山”(甘布爾澤夫山脈,Gamburtsev Mountains)類似於阿爾卑斯山，誕生於古代超級大陸解體過程中，研究報告說。

甘布爾澤夫山脈3D圖像

南極洲的甘布爾澤夫山脈(Gamburtsev Mountains)自1958年被發現以來就令科學家百思不得其解，深埋在一英里（約1.6千米）厚冰層下面的甘布爾澤夫山脈是如何形成的？在3000萬年前此山對南極大陸的冰川分佈起著怎樣的作用？最近，科學家對這座神秘山脈的最新研究，揭示了這座山脈的起源和演變之謎。研究成果發表在最新一期的《自然》雜誌上。

一個國際科學家小組於2008-2009年期間飛向南極洲深處，利用探冰雷達(Ice-penetrating radar)、重力儀和磁強計等儀器探秘隱藏在冰下面的高峰和山谷。他們收集的數據揭示了這座山脈是怎樣產生的。 10億年以前，陸地上的動物或植物還沒有出現，幾個大洲相撞，一些最古老的岩石碰撞形成了最初的甘布爾澤夫山。通過碰撞，一個厚厚的地殼根形成於山脈之下。隨著時間的推移，這些古老的山被侵蝕，但地殼根依然保留。

2.5億年前至1億年前，當恐龍在地球上行走，超級大陸岡瓦納古陸(Gondwana,其中包括南極洲)分裂形成了超大裂縫，來自地球內部的高溫將這個長期休眠的古老地殼根中的物質熔化。地殼根和南極東部裂谷再次將土地向上推，重新形成山脈。河流和冰川侵蝕山谷，推高山頂，形成了一個類似歐洲阿爾卑斯山的壯麗景觀。南極東部冰原形成於3400萬年前，佔地面積達1000萬平方千米，相當於加拿大的大小，保護甘布爾澤夫山脈免受侵蝕。此項研究報告的合著者、哥倫比亞大學拉蒙特-多赫蒂地球天文台(Lamont-Doherty Earth Observatory)的地球物理學家羅賓·貝爾(Robin Bell)說：“甘布爾澤夫山脈首次形成距今已經有近10億年的時間了。研究表明，非常古老的高山可以再次崛起，就像鳳凰在灰燼中重生。甘布爾澤夫山脈從南極東部克拉通（大陸地殼上長期穩定的構造單元）的長期侵蝕中升起。”

鋸齒狀的外形

神秘尖刺狀外形

這項研究還解決了一個令人費解的問題：這樣古老的山脈怎麼會保留其高大、呈鋸齒狀的年輕山峰呢？合著者、美國地質調查局的科學家卡羅爾-芬(Carol Finn)說：“我們習慣的思維是，山脈形成只涉及到一次構造事件，而不是一系列事件。甘布爾澤夫山脈是由多次構造事件形成的，這為我們研究其它山系的歷史提供了依據。”

該研究報告的主要作者、英國南極調查局的科學家法奧斯托-法拉斯奧利(Fausto Ferraccioli)說：“這一發現令人著迷，南極東部裂谷系統類似於東非大裂谷系統等世界地質奇觀，它填補了歷史拼圖缺少的部分，有助於解釋這座神秘的冰下山脈起源和演變歷史。我們發現裂谷系統還包含南極最大的冰下湖泊。”

該研究小組的下一個目標是鑽通冰層，收集甘布爾澤夫山的第一手岩石樣本。貝爾說：“令人遺憾的是，我們有月球的樣品，卻沒有甘布爾澤夫山的任何樣品。有了這些岩石樣本，我們將能夠推測這塊古老的地殼何時重新煥發活力和成長為一座宏偉的山脈。”

突出冰面的山峰

這項研究由美國國家科學基金會NSF資助，這將作為國際極年(International Polar Year)科學項目的一部分。 NSF的項目主任亞歷山德拉·伊瑟恩(Alexandra Isern)說：“偉大的探險家考察南極100年後，“甘布爾澤夫省計劃”(Gamburtsev Province Project)將獲得初步成果。AGAP項目的科學探險工作是科學家在惡劣的條件下收集南極東部冰原下的主要山脈的數據和詳細的圖像。他們的研究成果將指導科學家未來許多年對該地的研究。”

此項研究還得到了英國自然環境研究理事會、英國南極調查局、德國地球科學和資源聯邦研究所和中國極地研究所的支持。