研究认为冰川融化加速了大陆漂移和火山活动

大约一万年前，随着最后一个冰河时代的结束，北美大陆的移动和大西洋的扩张可能暂时加速。根据科罗拉多大学博尔德分校科学家的一项新研究，融化的冰川可能在这一过程中发挥了关键作用。

图表展示了大西洋中脊（红线）以及格陵兰岛冰川融化如何导致地壳运动的变化（紫色箭头）。图片来源：陶源和钟世杰

一万年前的冰川融化加速了大陆漂移和火山活动，随着现代冰盖融化，这一过程可能会重演。

在他们的研究中，地球物理学家陶源和钟世杰使用计算机模型模拟了地球早在26000年前的状况。当时，覆盖北美大部分地区（最南端至现今宾夕法尼亚州）的庞大劳伦泰德冰盖开始消退。随着冰盖融化，大量的水涌入海洋，导致全球海平面每年上升约一厘米。

科学家们发现，这次全球性冰川融化也可能带来意想不到的后果，包括对板块构造的影响，即数十亿年来将地球各大洲撕裂和挤压在一起的内部机制。

根据研究小组的计算，随着冰川融化，北美大陆板块的运动速度可能加快了25%。大约在12000到6000年前，位于北美板块和欧亚板块之间的大西洋中脊的扩张速度可能增加了40%。

科罗拉多大学博尔德分校物理系研究生陶源表示：“由于冰体积大幅减少，导致地壳剧烈运动。科学家们知道冰融化导致板块隆升。但我们的研究表明，由于冰融化，板块也发生了巨大的水平运动。”

研究人员于 4 月 23 日在《自然》杂志上发表了他们的研究成果。

他们的研究结果可能对当今的地球产生影响。格陵兰岛的冰盖正在再次快速融化，这可能会导致不远处冰岛火山喷发的增加，这是一个奇怪的现象。

“我们长期以来一直在讲述的故事是，海底扩张和大陆漂移等过程在数百万年的时间尺度上进行，由地球内部的引擎——热对流驱动，”物理学教授钟世杰说。“这至今仍是事实，但我们表明，冰川作用也能在相对较短的1万年时间尺度上引起显著的运动。”

这项由美国国家科学基金会资助的研究深入探究了大西洋中脊。该地貌绵延数千英里，位于大西洋中心，并穿过冰岛岛。这里是一个动荡的地方：来自地壳深处的岩浆从那里涌出，冷却成坚硬的岩石，并迫使北美大陆和欧洲大陆相互分离。

几代以来，科学家一直认为这个过程基本上是稳定的——在过去的几百万年里，海脊每年都以 2 厘米的速度扩张。“这是一个相当著名的、教科书式的数字，”钟说道。

为了找到答案，钟和袁利用计算机模型重建了数千年前的地球。研究人员模拟了厚达数公里的冰川从如今的加拿大和格陵兰岛消失后可能发生的情况——冰川的重量从陆地转移到海洋。

把地球想象成一张记忆海绵床垫会有所帮助。如果你躺在床垫上起身，海绵会慢慢回弹到原来的形状，地球上的冰盖融化时也发生了类似的情况。

随着劳伦泰德冰盖的重量在全球范围内重新分布，北美洲部分地区开始回升。（如今，由于这次回升，加拿大哈德逊湾周围的陆地仍在以每年约1厘米的速度上升。）根据这项新研究，冰盖融化可能也影响了北美洲和大西洋中脊的水平运动。

冰雪融化可能还会对距离格陵兰岛不远的冰岛造成明显后果。例如，地质证据表明，该岛在上一个冰河时代末期经历了一段剧烈的火山活动，此后逐渐平息。格陵兰岛冰盖融化导致中大西洋海脊的扩张增强，这可能加剧了那段炽热的过去——使更多的岩浆上升到地表，助长了火山和间歇泉的喷发。

“这种火山活动模式可能部分是由于我们研究的冰川融化造成的，”钟说。

目前，格陵兰岛的冰融化速度还不足以对地球的大陆漂移产生太大影响。但在未来几百年里，它仍可能对冰岛产生重大影响，尤其是在冰川开始加速消失的情况下。

“格陵兰岛和西南极洲的冰盖仍在融化，我们认为，未来冰盖融化可能会加剧海底扩张，并加剧附近大洋中脊的火山活动。”