在南極冰層深處發現了4000萬年前存在的巨型河流系統


在南極冰層深處發現了4000萬年前存在的巨型河流系統


一艘研究破冰船Polarstern在阿蒙森海的一座巨大冰山前 。這艘船上的研究人員發現了曾經流經南極洲西部的一條大河的證據 。(圖片來源:Johann Klages)
據美國生活科學網站(Kristel Tjandra):地質學家在南極洲西部的巨大冰蓋中挖掘,發現了一個曾經流經近千英里的古老河流系統的遺跡 。
根據6月5日發表在《科學進展》雜志上的研究結果,這一發現讓我們得以一窺地球的歷史,并暗示了極端氣候變化如何改變地球 。
“如果我們考慮未來可能發生的嚴重氣候變化 , 我們需要從地球歷史上已經發生過的時期中吸取教訓 , ”研究合著者、德國阿爾弗雷德·韋格納研究所亥姆霍茲極地和海洋研究中心的沉積學家Johann Klages告訴《現場科學》 。
3400萬至4400萬年前,也就是始新世中晚期,地球的大氣層發生了巨大的變化 。隨著二氧化碳水平的急劇下降,全球降溫引發了無冰地球上冰川的形成 。
科學家們有興趣調查這一重大氣候事件是如何在南極洲發生的,特別是由于人類造成的氣候變化,地球上的二氧化碳水平繼續上升 。始新世晚期的二氧化碳含量幾乎是今天的兩倍 。然而,Klages說,如果溫室氣體水平繼續上升,這可能與150至200年后的預測水平相似 。
但事實證明 , 揭露過去具有挑戰性 。今天,南極洲西部大部分地區被冰覆蓋 , 很難進入沉積巖,而沉積巖對研究早期環境至關重要 。地質學家通常依靠這些沉積物中捕獲的顆粒、礦物和化石的類型來確定一個地區的特征條件 。
2017年,克拉斯和其他科學家乘坐研究船Polarstern探險隊從智利最南端穿越崎嶇的德雷克海峽,進入冰封大陸的西部 。配備了先進的海底鉆探設備,Klages和他的團隊開始從凍結海底的軟沉積物和硬巖石中收集巖芯 。

在南極冰層深處發現了4000萬年前存在的巨型河流系統


“Polarstern”號研究船上的研究人員使用先進的鉆探設備在南極洲西部發現了一條存在于4000萬年前的古老河流 。(圖片來源:Karsten Gohl)
在向海底鉆探近100英尺(30米)后,研究人員取回了兩個不同時期的沉積物 。
通過計算放射性元素的半衰期,如沉積物中鈾和鉛的比例,他們發現沉積物的下部形成于白堊紀中期,約8500萬年前 。這種沉積物含有化石、孢子和花粉,這些都是當時存在的溫帶雨林的特征 。沉積物的上部主要含有始新世中晚期的沙子,約3000萬至4000萬年前 。
Klages說,經過仔細檢查 , 他們發現始新世砂層中有一種強烈的分層模式,類似于來自河流三角洲的地層 , 與密西西比河或格蘭德河的地層非常相似 。
科學家們進行了脂質生物標志物分析,量化了沉積物中的脂質和糖的含量 , 并發現了一種常見于淡水藍藻中的獨特分子 。這一發現證實了他們的懷疑,即一條古老的河流曾經蜿蜒穿過非洲大陸 。
研究人員將始新世的顆粒追蹤到跨南極山脈的一個獨特的鹽區 , 穿過約930英里(1500公里)的區域,然后流入阿蒙森海 。
Klages說:“這太令人興奮了——只要你的大腦中有一個令人興奮的畫面,那就是有一個巨大的河流系統流經南極洲,現在被數公里的冰覆蓋 。” 。
Klages和他的團隊現在正在分析大約2300萬年前的漸新世-中新世時期的部分核心沉積物 。這將有助于完善模型 , 更好地預測未來氣候 。