大約一萬(wàn)年前，隨著最后一個(gè)冰河時(shí)代的結(jié)束，北美大陸的移動(dòng)和大西洋的擴(kuò)張可能暫時(shí)加速。根據(jù)科羅拉多大學(xué)博爾德分?？茖W(xué)家的一項(xiàng)新研究，融化的冰川可能在這一過(guò)程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
圖表展示了大西洋中脊（紅線(xiàn)）以及格陵蘭島冰川融化如何導(dǎo)致地殼運(yùn)動(dòng)的變化（紫色箭頭）。圖片來(lái)源：陶源和鐘世杰
一萬(wàn)年前的冰川融化加速了大陸漂移和火山活動(dòng)，隨著現(xiàn)代冰蓋融化，這一過(guò)程可能會(huì)重演。
在他們的研究中，地球物理學(xué)家陶源和鐘世杰使用計(jì)算機(jī)模型模擬了地球早在26000年前的狀況。當(dāng)時(shí)，覆蓋北美大部分地區(qū)（最南端至現(xiàn)今賓夕法尼亞州）的龐大勞倫泰德冰蓋開(kāi)始消退。隨著冰蓋融化，大量的水涌入海洋，導(dǎo)致全球海平面每年上升約一厘米。
科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，這次全球性冰川融化也可能帶來(lái)意想不到的后果，包括對(duì)板塊構(gòu)造的影響，即數(shù)十億年來(lái)將地球各大洲撕裂和擠壓在一起的內(nèi)部機(jī)制。
根據(jù)研究小組的計(jì)算，隨著冰川融化，北美大陸板塊的運(yùn)動(dòng)速度可能加快了25%。大約在12000到6000年前，位于北美板塊和歐亞板塊之間的大西洋中脊的擴(kuò)張速度可能增加了40%。
科羅拉多大學(xué)博爾德分校物理系研究生陶源表示：“由于冰體積大幅減少，導(dǎo)致地殼劇烈運(yùn)動(dòng)?？茖W(xué)家們知道冰融化導(dǎo)致板塊隆升。但我們的研究表明，由于冰融化，板塊也發(fā)生了巨大的水平運(yùn)動(dòng)?！?/p>
研究人員于 4 月 23 日在《自然》雜志上發(fā)表了他們的研究成果。
他們的研究結(jié)果可能對(duì)當(dāng)今的地球產(chǎn)生影響。格陵蘭島的冰蓋正在再次快速融化，這可能會(huì)導(dǎo)致不遠(yuǎn)處冰島火山噴發(fā)的增加，這是一個(gè)奇怪的現(xiàn)象。
“我們長(zhǎng)期以來(lái)一直在講述的故事是，海底擴(kuò)張和大陸漂移等過(guò)程在數(shù)百萬(wàn)年的時(shí)間尺度上進(jìn)行，由地球內(nèi)部的引擎——熱對(duì)流驅(qū)動(dòng)，”物理學(xué)教授鐘世杰說(shuō)?！斑@至今仍是事實(shí)，但我們表明，冰川作用也能在相對(duì)較短的1萬(wàn)年時(shí)間尺度上引起顯著的運(yùn)動(dòng)?！?/p>
這項(xiàng)由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助的研究深入探究了大西洋中脊。該地貌綿延數(shù)千英里，位于大西洋中心，并穿過(guò)冰島島。這里是一個(gè)動(dòng)蕩的地方：來(lái)自地殼深處的巖漿從那里涌出，冷卻成堅(jiān)硬的巖石，并迫使北美大陸和歐洲大陸相互分離。
幾代以來(lái)，科學(xué)家一直認(rèn)為這個(gè)過(guò)程基本上是穩(wěn)定的——在過(guò)去的幾百萬(wàn)年里，海脊每年都以 2 厘米的速度擴(kuò)張。“這是一個(gè)相當(dāng)著名的、教科書(shū)式的數(shù)字，”鐘說(shuō)道。
為了找到答案，鐘和袁利用計(jì)算機(jī)模型重建了數(shù)千年前的地球。研究人員模擬了厚達(dá)數(shù)公里的冰川從如今的加拿大和格陵蘭島消失后可能發(fā)生的情況——冰川的重量從陸地轉(zhuǎn)移到海洋。
把地球想象成一張記憶海綿床墊會(huì)有所幫助。如果你躺在床墊上起身，海綿會(huì)慢慢回彈到原來(lái)的形狀，地球上的冰蓋融化時(shí)也發(fā)生了類(lèi)似的情況。
隨著勞倫泰德冰蓋的重量在全球范圍內(nèi)重新分布，北美洲部分地區(qū)開(kāi)始回升。（如今，由于這次回升，加拿大哈德遜灣周?chē)年懙厝栽谝悦磕昙s1厘米的速度上升。）根據(jù)這項(xiàng)新研究，冰蓋融化可能也影響了北美洲和大西洋中脊的水平運(yùn)動(dòng)。
冰雪融化可能還會(huì)對(duì)距離格陵蘭島不遠(yuǎn)的冰島造成明顯后果。例如，地質(zhì)證據(jù)表明，該島在上一個(gè)冰河時(shí)代末期經(jīng)歷了一段劇烈的火山活動(dòng)，此后逐漸平息。格陵蘭島冰蓋融化導(dǎo)致中大西洋海脊的擴(kuò)張?jiān)鰪?qiáng)，這可能加劇了那段熾熱的過(guò)去——使更多的巖漿上升到地表，助長(zhǎng)了火山和間歇泉的噴發(fā)。
“這種火山活動(dòng)模式可能部分是由于我們研究的冰川融化造成的，”鐘說(shuō)。
目前，格陵蘭島的冰融化速度還不足以對(duì)地球的大陸漂移產(chǎn)生太大影響。但在未來(lái)幾百年里，它仍可能對(duì)冰島產(chǎn)生重大影響，尤其是在冰川開(kāi)始加速消失的情況下。
“格陵蘭島和西南極洲的冰蓋仍在融化，我們認(rèn)為，未來(lái)冰蓋融化可能會(huì)加劇海底擴(kuò)張，并加劇附近大洋中脊的火山活動(dòng)?！?/p>
DOI: 10.1038/s41586-025-08846-x
編譯自/ScitechDaily
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