北京
你想象过南极洲厚厚的冰层下是什么样子吗？下面隐藏着崎岖的山脉、山谷、丘陵和平原。
有些山峰，比如巍峨的南极横贯山脉，就耸立在冰层之上。但其他的，比如神秘而古老的东南极洲中部的甘布尔采夫冰下山脉，则完全被埋在地下。
甘布尔采夫山脉（Gamburtsev）在规模和形状上与欧洲阿尔卑斯山相似。但我们看不到它们，因为高山的高峰和冰川的深谷被埋在数公里的冰层之下。
它们是如何形成的？通常，山脉会在两个构造板块相互碰撞的地方升起。但东南极洲的构造稳定了数百万年。
塔斯马尼亚大学地质学副教授杰奎琳·哈尔平（Jacqueline Halpin）和麦格理大学地球科学教授内森·R·达兹科（Nathan R. Daczko）的新研究发表在《地球与行星科学快报》上，揭示了这个隐藏的山脉链是如何在5亿多年前出现的，当时超大陆冈瓦纳是由板块碰撞形成的。
他们的发现为山脉和大陆在地质时期的演变提供了新的视角。它们也有助于解释为什么南极洲的内部在数亿年里保持了非常稳定。
埋藏的秘密
甘布尔采夫山脉埋藏在东南极洲冰盖的最高点之下。1958年，一支苏联探险队利用地震技术首次发现了它们。
因为山脉完全被冰覆盖，它是地球上最不为人所知的构造特征之一。对于科学家来说，这是非常令人困惑的。如此巨大的山脉是如何在一个古老而稳定的大陆中心形成并保存下来的？
大多数主要的山脉都标志着构造碰撞的地点。例如，喜马拉雅山脉今天仍在上升，因为印度板块和欧亚板块继续融合，这一过程始于大约5000万年前。
板块构造模型表明，现在形成东南极洲的地壳至少来自于7亿多年前的两块大陆。这些大陆曾经被一个巨大的海洋盆地隔开。
这些大陆块的碰撞是冈瓦纳大陆诞生的关键，冈瓦纳大陆是一个超级大陆，包括现在的非洲、南美洲、澳大利亚、印度和南极洲。
这项新研究支持了甘布尔采夫山脉最初形成于这次古代碰撞的观点。大陆间巨大的碰撞引发了山脉深处部分熔融的炽热岩石的流动。
随着地壳在造山过程中变厚和升温，它最终变得不稳定，并在自身重量的作用下开始坍塌。
在地表深处，热岩石开始向侧面流动，就像牙膏从管子里挤出来一样，这个过程被称为引力扩散。这导致山脉部分坍塌，同时仍然保留了厚厚的地壳“根”，延伸到地下的地幔。
水晶时间胶囊
为了拼凑出这一戏剧性升降的时间，科学家分析了2.5亿多年前从古山脉流出的河流沉积的砂岩中发现的微小锆石颗粒。这些砂岩是从几百公里外的查尔斯王子山脉中挖出来的。
锆石通常被称为“时间胶囊”，因为它们的晶体结构中含有极少量的铀，铀以已知的速度衰变，使科学家能够非常精确地确定它们的年龄。
这些锆石颗粒保存了造山时间的记录：甘布尔采夫山脉大约在6.5亿年前开始上升，在5.8亿年前达到喜马拉雅山脉的高度，并在5亿年前经历了地壳的深度融化和流动。
大多数由大陆碰撞形成的山脉最终都因侵蚀而磨损或被后来的构造事件重塑。甘布尔采夫冰下山脉是地球上保存最完好的古山带之一，因为它们被一层厚厚的冰层保存了下来。
虽然目前钻穿厚厚的冰层直接取样非常具有挑战性和昂贵，但科学家的模型为指导未来的勘探提供了新的预测。
例如，最近在东南极洲海岸登曼冰川附近的野外工作发现了可能与这些古老山脉有关的岩石。对这些岩石样本的进一步分析将有助于重建东南极洲的隐藏结构。
无论如何，南极洲仍然是一个充满地质惊喜的大陆，埋藏在冰下的秘密才刚刚开始被揭示。
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