複雜、隱藏的地貌圖:格陵蘭冰下 一英里深處

一份新的格陵蘭地圖揭示了冰層下地質構造可能如何移動和扭曲

Fracture line on Greenland’s ice sheet.

格陵蘭冰蓋上的裂縫線。

Jason Edwards/Getty Images

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幾十年來,科學家們一直試圖揭示格陵蘭島的真實地質情況,這個島嶼面積是澳大利亞的三分之一,幾乎完全被一英里深的冰蓋所覆蓋。在最近發表於地球物理研究快報上的一項研究中,科學家們構建了一張新地圖,揭示了冰層下隱藏的地質細節和引人注目的地形。

該研究的共同作者,丹麥和格陵蘭地質調查局的冰川學家威廉·科爾甘說,很多人認為格陵蘭陸地是一個“巨大的、堅硬的板塊,以同樣的方式移動”。但它可能並不均勻——瞭解冰層下各個地質特徵可能如何移動和扭曲,有助於提高科學研究和礦產勘探的 GPS 精度。繪製格陵蘭島的真實地質圖也有助於預測冰蓋的穩定性,因為年輕的火山基岩比古老的岩石向冰蓋傳遞更多的地熱。

研究人員在 2009 年繪製了今天廣為接受的格陵蘭地質圖,主要基於島嶼海岸線沿線的裸露岩石。這種方法可能適用於較小、較窄的陸地——但不適用于格陵蘭北部,那裡的海岸線相距 500 多英里,且兩者之間可能存在顯著的地質差異。“如果你以北美為例,在其頂部覆蓋上巨大的冰蓋,並拿到紐約、馬里蘭或加利福尼亞的地質情況,並被要求[確定]內布拉斯加州的地質情況,你將很難做出準確的猜測,”賓夕法尼亞州立大學地球科學家斯里達爾·阿南達克裡希南說。


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研究人員表示,自 2009 年以來,新的衛星、雷達系統和地震臺站的湧現促進了地質測繪可用資料集的穩步增長。對於他們新的格陵蘭地圖,科爾甘和他的團隊處理了有關重力、磁力、地殼厚度、基岩地形、地震波傳播和整個陸地冰面特徵變化的可用資料。專家分析了每組測量資料,並注意到具有顯著變化區域之間的邊界。

這些邊界的重疊表明,格陵蘭島的冰層下隱藏著三個先前未識別的地質區域,或“省份”,每個區域都具有獨特的特徵。例如,其中一個區域似乎起源於火山,並且相對年輕。另一個區域具有崎嶇的地形,可能來自廣闊的丘陵和山谷。研究人員還發現了數千個冰面特徵,這些特徵很可能表明存在冰下山谷,其中許多山谷長達數百英里,彼此平行延伸。他們注意到,冰流在某些地質區域之間的邊界處流動得更快,這表明冰流以不同的方式侵蝕這些區域。

一些邊界線上的測量結果留給了專家的最佳猜測。但調查資料不斷湧入,科爾甘對此持樂觀態度:下次他的團隊從事此類地圖繪製工作時,他希望擁有更大的資料集和更好的人工智慧分析工具。

Saugat Bolakhe 是一位自由科學記者。他在尼泊爾攻讀動物學本科,並在紐約城市大學克雷格·紐馬克新聞研究生院獲得碩士學位。他的作品曾發表在《大眾科學》、《自然》、《新科學家》、《量子雜誌》、《Eos》、《發現》、《Knowable》和其他出版物上。

更多作者:Saugat Bolakhe
大眾科學雜誌 第 331 卷 第 2 期本文最初以“冰凍的地下世界”為標題發表於《大眾科學》雜誌 第 331 卷 第 2 期 (), p. 14
doi:10.1038/scientificamerican092024-Zl5zQ9eM7634nEbuo5HXj
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