科學(xué)家在東南極數(shù)公里厚冰蓋下發(fā)現(xiàn)巨大隱藏盆地系統(tǒng)

英國(guó)劍橋大學(xué)地理系等機(jī)構(gòu)的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)近日宣布，在東南極厚達(dá)三公里的冰蓋之下識(shí)別出一個(gè)規(guī)模空前的隱藏地質(zhì)構(gòu)造——一個(gè)橫跨大陸的大型扇形盆地省。該結(jié)構(gòu)將多年來(lái)分別研究的多個(gè)著名冰下盆地連為一體，顯示它們其實(shí)同屬一個(gè)巨型系統(tǒng)，有望重塑科學(xué)界對(duì)南極大陸古老構(gòu)造演化及當(dāng)今冰蓋動(dòng)力學(xué)的理解。

研究顯示，這一新的地質(zhì)單元位于東南極冰蓋之下，由一系列巨大的斷陷盆地組成，冰層在部分區(qū)域厚度超過(guò)三公里。整體來(lái)看，這些盆地呈現(xiàn)出向外張開的扇形幾何格局，因此被命名為“東南極扇形盆地省”（East Antarctic Fan-shaped Basin Province）。

該盆地省囊括了南極最為人熟知的若干隱匿地貌單元，包括威爾克斯盆地（Wilkes Basin）、奧羅拉盆地（Aurora Basin），以及包裹著地球已知最大冰下湖——沃斯托克湖（Lake Vostok）的盆地等。盡管這些盆地長(zhǎng)期以來(lái)被科研人員分別加以觀測(cè)和建模，但這是首次有證據(jù)表明它們?cè)跇?gòu)造上彼此相連，共同組成一個(gè)統(tǒng)一的巨大盆地系統(tǒng)。

研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這一扇形盆地省的形成與一種被稱為“分布式旋轉(zhuǎn)伸展”（distributed rotational extension）的構(gòu)造機(jī)制密切相關(guān)。在這一過(guò)程中，大陸地殼以某一中心為“支點(diǎn)”發(fā)生整體伸展并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，類似一只手在張開手指時(shí)，拇指基部相對(duì)穩(wěn)定，而其余手指向外分開，指縫之間出現(xiàn)的三角形空隙就類似于在地殼拉張作用下形成的系列盆地。科研人員指出，東南極扇形盆地省可能是迄今在大陸地殼內(nèi)部識(shí)別出的最大旋轉(zhuǎn)伸展構(gòu)造實(shí)例之一。

從地質(zhì)歷史角度看，科學(xué)家推測(cè)，這一結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了多個(gè)構(gòu)造階段的疊加演化，背景與古老超大陸岡瓦納（Gondwana）的形成與解體密切相關(guān)。當(dāng)時(shí)的南極與多個(gè)陸塊相連，后續(xù)大陸裂解與漂移過(guò)程中，多期構(gòu)造伸展與俯沖等過(guò)程共同塑造了今日的東南極基底。研究還推斷，該扇形盆地省可能與南極與澳大利亞最終分離的過(guò)程存在聯(lián)系，甚至可能在這一裂解事件中發(fā)揮了重要作用。

這一發(fā)現(xiàn)同時(shí)引出了多個(gè)尚待解答的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，包括該結(jié)構(gòu)形成的具體時(shí)間窗口、各階段構(gòu)造事件的先后順序，以及驅(qū)動(dòng)這一超大尺度旋轉(zhuǎn)伸展的深部動(dòng)力學(xué)機(jī)制等。厘清這些問(wèn)題，將有助于更精細(xì)地重建岡瓦納解體期間南極及周邊陸塊的構(gòu)造演化史。

除了為重構(gòu)南極遠(yuǎn)古地質(zhì)史提供新線索之外，該隱蔽結(jié)構(gòu)對(duì)當(dāng)前南極冰蓋的穩(wěn)定性和演化也具有重要現(xiàn)實(shí)意義。研究指出，冰蓋之下基巖的起伏形態(tài)不僅決定冰體的流動(dòng)路徑和速度，還影響冰下湖泊和盆地的分布位置。這一扇形盆地省所代表的深部地形框架，很可能正在控制部分對(duì)氣候變化尤為敏感的冰蓋區(qū)域的流動(dòng)和演變，從而在一定程度上影響東南極冰蓋在未來(lái)變暖情景下的穩(wěn)定性。

為識(shí)別和刻畫這一巨大盆地系統(tǒng)，科研團(tuán)隊(duì)綜合利用了多種證據(jù)和觀測(cè)數(shù)據(jù)，包括冰下地形測(cè)繪、野外地質(zhì)調(diào)查結(jié)果、重力與磁法數(shù)據(jù)、地震構(gòu)造信息，以及關(guān)于地殼和巖石圈結(jié)構(gòu)的綜合模型等。分析結(jié)果顯示，該扇形盆地系統(tǒng)不僅是表層基巖起伏的簡(jiǎn)單疊加，更是深部巖石圈構(gòu)造過(guò)程在地表的綜合表現(xiàn)。

劍橋大學(xué)地理系的Guy Paxman博士作為合作作者之一，負(fù)責(zé)主導(dǎo)東南極“無(wú)冰”地貌的建模工作。研究團(tuán)隊(duì)假想冰蓋完全消失后，由于冰載卸除，地殼將發(fā)生彈性回彈，陸地整體抬升幅度最高可達(dá)一公里左右。在這一“回彈后地形”框架下，科學(xué)家得以更清晰地分析該扇形盆地系統(tǒng)的海拔分布、空間幾何和構(gòu)造走向，從而進(jìn)一步驗(yàn)證其作為統(tǒng)一構(gòu)造單元的合理性。

這項(xiàng)研究由意大利熱那亞大學(xué)的Egidio Armadillo博士領(lǐng)銜，相關(guān)成果已發(fā)表于《自然·地球科學(xué)》（Nature Geoscience）。論文題為《A fan-shaped subglacial basin province in East Antarctica formed by rotational extension》，發(fā)表于2026年6月3日，研究工作獲得了意大利國(guó)家南極研究計(jì)劃的資助。