北美和欧洲之间已经隔着大西洋,为什么还有地质学家认为,它们的“分家”可能没有彻底完成?争议集中在冰岛及其两侧的海底高地:厚厚的火山岩下面,是否仍夹着被拉伸、被掩埋的古大陆碎片。
这个设想有一个看似矛盾的背景。在冰岛,地面上的裂沟清清楚楚,板块也在向两边运动。既然已经裂开,地下怎么还可能留着老大陆?
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从Hakið眺望Almannagjá。照片中的岩壁、裂沟是辛格维利尔裂谷的一部分,不能把眼前这一道缝当成整个板块边界。图片:Þingvellir National Park。
一边被拉开,一边又有新岩石进来
把一块大陆拉开,最容易想象的过程是:旧岩石变薄、断开,岩浆从中间上来,冷却后形成新的洋壳。时间久了,海洋在两边的大陆之间展开。
但如果岩浆特别多,张裂的位置又反复改变,过程就可能没那么整齐。
Valentin Rime、Jordan Phethean等人在2024年发表于《地质学》的研究中,将非洲阿法尔地区与格陵兰—冰岛—法罗海岭作比较,提出一种叫“裂解型海洋岩浆高原”的形成框架。
在这个框架里,大量岩浆在裂解之前就已出现,裂解之后还能持续数千万年。地壳受到拉伸,本来会变薄,新注入的岩浆却不断补充岩石。裂谷活动的位置还会迁移:旧裂谷不再活跃,新裂谷在别处接着拉开。部分大陆岩石因此可能被分割、保留在新形成的厚火成岩地壳中。
看海面,这里已经是一片海;看最上面的岩石,可能满是熔岩;往深处看,却仍可能有旧大陆留下的材料。
作者将阿法尔视为这种高原较早的发育阶段。那里正在发生的裂解,为研究者提供了过程上的对照:当张裂与大量岩浆活动同时持续时,旧大陆怎样逐渐被分割、混入新地壳。冰岛所在海岭是否按同样方式形成,仍是需要检验的解释。
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辛格维利尔国家公园的地堑示意。两侧箭头表示拉开,中间箭头表示下沉,展示Almannagjá与Hrafnagjá之间约7公里宽的地带。它说明当地的张裂构造,并非冰岛深部大陆残片的实测剖面。
这也解释了为什么“还在分裂”不一定等于“仍是一块完整硬板”。张裂可以分散在一片区域里,旧岩石与新岩石也可以交错存在。真正需要查清的是:旧大陆材料还剩多少、分布在哪里,以及它们是否连续。
熔岩会不会带上地下的旧材料
厚地壳本身还不能回答这个问题,因为大量岩浆堆积,同样能造出很厚的新岩石。要找旧大陆,科学家还得查岩石的成分与来源。熔岩本身,就可能带上一点地下材料。
早在2015年,特隆德·托斯维克等人就在《美国国家科学院院刊》讨论过冰岛东南部的大陆地壳。他们比较锶、钕、铅的含量与同位素比例,认为当地部分熔岩的特殊成分,可能来自上升岩浆对地下大陆地壳的混入。
他们的模型显示,混入约2%—6%的大陆地壳物质,可以解释厄赖法冰盖火山一带原始岩浆的相关信号。这个比例讲的是岩浆怎样被改变,不能拿来当作整个冰岛的大陆地壳占比。
同位素也有另一种解释:古老材料可能先被卷入深部地幔,再随岩浆返回地表。因此,单独在熔岩里找到大陆成分,还不足以确定它现在就埋在这座火山正下方。
这项研究还结合重力异常、磁性资料和板块位置重建,提出冰岛东南部可能保留着扬马延微陆块向南延伸的一片残片。几类证据一起使用,是为了同时解释材料从哪里来、可能位于哪里,以及它怎样被带到今天的位置。
但找到一片残留岩石,与证明一条连续的地下联系,仍是两种不同的结果。残片可以被新地壳包围,孤立在海洋中。要把“这里有大陆材料”推进到“这段大陆尚未完全断开”,还得查清残片之间的分布和结构联系。
把这项研究与2024年的形成框架放在一起,能看清两层不同的问题:前者试图解释某些岩浆从哪里获得大陆成分,后者讨论大陆碎片怎样留在海洋高原里。两者有关,却不能省掉中间的验证。
地图上划开的,其实不止一种边界
再回头看冰岛裂谷,那些正在张开的裂缝并没有因为新假说而消失。
辛格维利尔国家公园将远离断层带处的长期板块运动概括为约每年2厘米;在裂谷内部,应力会积累,再集中释放。园内的地堑约7公里宽,分布着不止一道断层。照片里的两堵岩壁,并不能直接当成两块板块各自完整的边缘。
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图中褐色突出北美板块与欧亚板块,二者之间仍有橙色边界,箭头表示运动方向。同样的颜色不能读成同一块板块。图为常规构造示意,不是大陆地壳连续性的探测结果。
这张图上,北美板块既包括大陆,也伸进大西洋;欧亚板块则同时承载欧洲与亚洲的大部分地区。板块指向运动的单元,海岸线指向陆地与海水的交界,大陆地壳则是一类有自身组成和历史的岩石。
三者有关,边界却不会自动重合。大陆地壳可以沉在水下,一个板块也可以同时带着大陆与洋底。欧洲和亚洲大体同处欧亚板块,地理上仍常分成两个洲,就说明大洲划分并不只按板块数目决定。
因此,冰岛地下即使确认存在更多大陆残片,也需要先回答它们怎样分布、怎样裂解,再讨论这种结果与地理分洲的关系。把几个地下线索直接换成“七大洲改成六大洲”,跨过了这中间的几步。
冰岛这场争议值得关注的地方,正是它把一个看似干净的“断开”,重新拆成了多个过程。地面还能看见裂谷,地下也可能保留旧材料;要判断它们如何相连,需要同时读岩石、地下结构与漫长的运动历史。
你还见过哪些被称为“两洲交界”的旅行照片?当时你以为镜头里的那条线,划开的是什么?
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