科学家利用欧空局Swarm飞行任务收集的数据集 揭开南极地质之谜

一个国际科学家小组首次利用欧空局 Swarm 飞行任务的磁力数据和航空磁力数据集,揭开南极洲千米厚冰原的地质学之谜。他们的发现与以前相邻的大陆,即澳大利亚、印度和南非的地质情况进行了很好的对比,这些大陆曾经是古代冈瓦纳超级大陆的一部分。

南极洲冰下地质不仅对理解数十亿年来塑造地球演化的全球超大陆周期具有重要意义,对理解固体地球本身如何影响其上方的南极冰层也具有举足轻重的作用。

2021 年 3 月 9 日,来自德国基尔大学、英国南极调查局和国家海洋学与应用地球物理学研究所以及南非威特沃特斯兰德大学的研究团队在《自然》杂志《科学报告》上发表了他们的研究成果。他们的新研究表明,结合卫星和气磁数据提供了一个关键的缺失环节,将南极洲的隐藏地质与以前相邻的大陆,即澳大利亚、印度和南非-冈瓦纳的关键底层联系起来。

事实上,南极洲是你能得到的最偏远的地方,而且下面的土地被巨大的冰层覆盖,这使得收集地球物理信息既具有挑战性又昂贵。幸运的是,在上面运行的卫星可以看到人类看不到的地方。得益于 “蜂群 “任务的磁力数据以及机载测量,科学家们正在为了解地球上最难到达的大陆铺平道路。这项新的研究将南极洲与其古老的邻居联系起来,南极洲与这些邻居有着悠久的构造历史,这需要像拼图一样拼凑起来。

该团队在 Swarm 卫星磁数据的帮助下,对来自非洲南部、澳大利亚和南极洲上空的飞机的气磁数据进行了处理。气磁数据并没有覆盖到地球上的每一个地方,因此从 Swarm 数据中编译的磁模型有助于填补空白,特别是在印度上空,那里的气磁数据仍未广泛获得。此外,卫星数据有助于使空中数据均匀化,这些数据是在 60 多年的时间里获得的,其精度和分辨率各不相同。。”

由此产生的综合数据集为国际科学界研究南极洲隐秘的次冰层地质提供了新的工具,包括其对上覆冰层的影响。冈瓦纳是一个由南美洲、非洲、阿拉伯、马达加斯加、印度、澳大利亚、新西兰和南极洲等大陆组成的联合体。由于在大约6-5 亿年前的前寒武纪和寒武纪早期,构造板块相撞,它们建造了巨大的山脉,可与现代喜马拉雅山和阿尔卑斯山相媲美。这个超级大陆在大约 1.8 亿年前的侏罗纪早期开始解体,最终使南极洲搁浅孤立在南极,并被冰雪覆盖了大约 3400 万年。

利用新的磁性数据,研究人员了解到冈瓦纳解体后,构造板块如何在数百万年内移动。 有了卫星和航空地磁数据的结合,研究人员可以更深入地观察地壳。与构造板块重建一起,我们可以开始建立诱人的新的地壳磁视图,以帮助将广泛分离的大陆地质和地球物理研究联系起来。

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