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在巴西海域發現了冰島大小的淹沒島嶼
2018年巴西和英國科學家在被稱為里奧格蘭德海隆的火山高原周圍的海底探險時﹐發現了看起來像是屬於旱地的岩石。看著他們在水面下650米的遙控潛水器上轉播的視頻﹐不同尋常的紅粘土層引起了他們的注意。英國南安普敦國家海洋中心的海洋地質學家布拉姆利·默頓說﹕「你在海底找不到紅粘土。」。「這些沉積物看起來像熱帶土壤﹐」他解釋道。
在最近的一項研究中﹐該團隊表明﹐粘土獨特的礦物成分可能是由熱帶濕熱條件下的露天風化形成的。這是一系列發現中的最新發現﹐暗示這片距離巴西海岸1200公里的海洋曾經是一個島嶼。
研究人員用遙控潛水器拍攝了格蘭德河海隆周圍海床的圖像和樣本。紅色粘土﹐暗示著該地區早期作為一個島嶼的存在﹐在黑色玄武岩熔岩下露出。
這項研究的合著者默頓說﹕「想像一下﹐一個鬱鬱蔥蔥的熱帶島嶼在海浪下滑動﹐被時間凍結。這就是我們所發現的。」。他和同事們認為該島的面積與冰島相似(約占格蘭德河總面積的五分之一)。格蘭德河海隆的起源可以追溯到8000萬年前。一股巨大的地幔羽流位於南大西洋中脊之下﹐引發了強烈的火山活動；默頓說﹐由此產生的上升「開始時是白堊紀版本的冰島」﹐比現在的南美洲更靠近大洋中脊。隨著火山活動的減弱﹐火山高原逐漸向西漂移﹐穿過大西洋﹐沉入海浪之下。
但從大約4000萬年前開始﹐地幔柱經歷了最後一次火山活動﹐這一次與上升的西部隔離。正是在這個地區﹐研究人員發現了夾在已知約4500萬年前熔岩之間的紅色粘土。「這是一個傑出的結果﹐」聖保羅大學的海洋地質學家說。「紅粘土是這裡曾經是一個島嶼的確鑿證據。」。
這項研究是2018年兩次科學考察的高潮。第一艘是在巴西的阿爾法Crucis號研究船上﹐用聲納繪製了海隆的水下地形圖。該項目最初的目的是對已知出現在隆起海底的富含礦物質的鐵錳結殼進行表徵。研究人員的地圖顯示﹐一條30公里長的陡峭峽谷將南克魯塞羅裂谷一分為二﹐還有古老的海灘階地、波浪切割平台和淹沒的瀑布。
八個月後該團隊乘坐國家海洋學中心的RRS發現號返回。該船配備了遙控潛水器(ROV)﹐使他們能夠拍攝暴露在陡峭峽谷壁中的岩石的鏡頭。ROV還有一個用於收集樣本的機械臂。牛津大學的海洋地質學家說﹐大多數海底地質調查都依賴於聲納測繪和岩石樣本疏浚。但「通過使用遙控潛水器﹐研究人員可以對紅色海床的位置和背景更有信心。」。
研究人員拿著紅粘土樣本﹐在實驗室裡測量了它的礦物成分。他們發現它主要含有一種叫做高嶺石的粘土礦物﹐這種粘土礦物在熱帶土壤中占主導地位﹐因為它能抵抗極端的化學風化。研究人員說﹕「這些紅色粘土在化學和礦物上與我們在巴西各地發現的紅土或紅土完全相同。」。「我們確信﹐它們代表了熔岩的原位風化上表面。」。「這是一個強大的數據集﹐」地區曾經高於海平面。這項研究對理解上升的岩漿和沉降歷史具有重要意義。
默頓說﹐20世紀80年代收集的證據﹐包括含有淺水微體化石的巖芯﹐表明隆起的西部在始新世被抬升。但「到目前為止﹐還沒有人找到令人信服的證據證明陸上火山活動和西部隆起的暴露。」格蘭德河上升不僅僅是科學上的迷人之處。由於其鐵錳結殼﹐它也具有潛在的經濟價值。2018年12月巴西政府向聯合國申請延長其海上邊界將格蘭德河沿岸納入其中。
該海域位於國際水域﹐遠遠超出巴西370公里寬的專屬經濟區﹐沿海國家對海底資源擁有主權。為了獲得延期的資格﹐巴西需要證明該隆起與該國具有相同的地質特徵。崛起的新地位可能有助於支持這一持續的主張。研究人員解釋道﹕「里奧格蘭德海隆和大陸有著相同的土壤和氣候。」。「從這個意義上說﹐兩者之間有著直接的關係。」。
研究人員說﹐巴西不僅需要證明它對格蘭德河隆起有正確的主張﹐而且需要證明它能夠可持續地開採該地區。目前﹐巴西有只在陸地上採礦的法規﹐而在國際水域海底採礦仍然沒有立法。
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