南极地质-南极冰盖下埋藏上亿年的秘密

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南极大陆拥有世界上最大的冰盖，直径约4500千米，平均厚度达到2千多米，最厚处达4千多米。

在如此厚的冰盖下面到底埋藏着什么呢？山峰？峡谷？亦或者有人大胆猜想，南极冰盖下是否隐藏着失落的文明？又或者它是否是通往地心的入口？

据2019年12月16日西方媒体的报道，美国加利福尼亚大学欧文分校的冰川学家绘制出一张被称为BedMachine的新地图，在美国地球物理学联合会最近召开的会议上介绍提出，并在最近刊登在《自然·地球科学》月刊上。

报道称，除了隐藏在冰下的山脉、山谷和峡谷外，该地图还揭示了目前地球上最深的地方——一条位于海平面以下3.5公里处的峡谷，就在南极东部登曼冰川的下面（66°45′S，99°30′E-66.75°S，99.50°E，图中右下角红圈处）。让人震惊的是，这条峡谷的深度几乎是珠穆朗玛峰高度的一半。 

在大多数人的印象中，南极洲似乎平坦无趣，没有太多可见景物，除了冰雪之外就无它物。 

然而在沉睡的数亿年的冰川之下，却沉睡着一个古老的大陆，那里有平原、山脊和洼地，就像所有露出海面的大陆一样。新地图结合冰川运动的测量结果与地震和雷达的测量结果，创建了迄今为止关于南极洲隐藏特征的最为详细的地图。 

研究人员研究每年流经被称为登曼运河的狭窄地区的冰量，认为其底部必须至少低于海平面3500米，才能容纳观察到的所有冰层。这个深度比死海还要深得多，死海是迄今为止地球上裸露陆地中海拔最低处，它也仅位于海平面以下432米。 

这揭示了以前未知的南极地下山脊及众多平坦的坡地，而山脊能够减缓南极主要冰川的消融。这一最新发现被标注在一张新绘制的南极洲地图上，对人们理解南极未来可能发生的变化而言至关重要。 

事实上，科学家们虽然最近才测得南极冰盖下的“地形图”，但是关于南极大陆上的山峰与峡谷，科学家们并不意外。由于南极洲是由若干小板块碰撞拼合而成的，板块间相互碰撞形成起伏的山脉，板块间相互离散，会形成沟壑和峡谷。这些科学的“预见”源于对板块构造学说的理解，板块构造学说是在大陆漂移学说和海底扩张学说的基础上提出的，该学说指出：地球表面的岩石圈板块在以每年1厘米到10厘米的速度在移动。

要清楚南极大陆这些岩石圈板块从何而来，就要了解南极大陆的地质演化史。南极洲位于地球最南端，基岩出露面积仅占2%（其它部分被冰盖所覆盖）,主要分布在横贯南极山脉、南极半岛和大陆周边。南极洲的地质研究程度在全球各大陆中相对较低。

南极大陆由东南极地盾、横贯南极山脉造山带和西南极造山带三个地质构造单元组成。东南极地盾主要出露太古宙和元古宙的结晶岩系。横贯南极山脉造山带为早古生代罗斯运动后生成。西南极造山带是南美安第斯带的向南延伸形成的。

其中东南极地盾的太古宙麻粒岩相变质岩年龄有39.5亿年。早古生代的岩浆活动主要发育在横贯南极山脉，以中酸性为主，其同位素年龄大约为5.2～4.8亿年。南极半岛（西南极）中生代岩浆活动强烈，以太平洋板块向南极半岛俯冲形成的岩浆喷发事件为代表。

南极的地质情况对于全球未来的生态环境和人类的发展有重要影响，但是目前人类对于南极不同地区具体的岩石种类、岩石年龄与地质构造等知之甚少。“少年极先锋”2020青少年南极科学考察团的小小“地质学家”们前往南极，在地质学专家的指导下，运用科学的方法对南极的岩石进行采样与调查研究。让我们看看他们是如何探究南极地质构造演化情况。

【小极】如何通过岩石认识南极的地质构造演化情况？ 

【指导专家】中国科学院南海海洋研究所赵明辉研究员，2020年“少年极先锋”青少年南极科考队首席地质专家 

神秘的南极是人类发现最晚的一块大陆，对于认识地球的演变历史具有重要的科学意义。我们可以从南极岩石样品中找到它运移的蛛丝马迹。通过采集岩石及室内分析，在地质地球数据中认识板块构造学说，养成科学的思维方法与逻辑推理能力。 

在南极布朗站，中科院南海海洋所赵明辉研究员指导学生野外进行野外地质工作。来自北京西城育翔小学的赵浩然和来自澳门大学附属应用学校的林灏希两位同学，在南极学习了如何使用地质放大镜观察岩石矿物，使用模式硬度计辨别矿物的硬度，运用地质罗盘测量岩石的产状以及采集新鲜的岩石样品。在赵明辉老师的细心指导下，他们记录了岩石野外露头特征，采样点的GPS坐标等数据。