航磁数据助力科学家推断西南极洲思韦茨冰川下的高地热热流

研究配图 – 1：研究区域概览

在近日发表于《自然通讯：地球与环境》期刊上发表的一篇文章中，研究人员指出西南极洲思韦茨冰川下方蕴藏着巨大的地热源。

这个迄今为止最难约束的一个因素，或对数百万年来的冰块滑移有较大的影响。因为冰川位于构造海沟中，地壳也比邻近的东南极洲要薄得多。

与南极洲东部不同，南极洲西部是一个地质相对年轻的区域。此外它并非由地壳厚达 40 公里的大块连续陆块组成，而是由几个相对较小、且大部分相对较薄的地壳块组成。

这些地壳块被所谓的沟渠（裂谷）系统彼此隔开，其中许多海沟的地壳只有 17~25 公里厚，因而大部分地面都位于海平面以下 1~2 公里。

研究配图 – 2：阿蒙森海区的新磁异常网格和居里深度估计

与此同时，海沟的长期存在，也让许多研究人员怀疑一件事 —— 即地球内部的大量热量，会上升至该地区的地标。

研究一作、来自德国阿尔弗雷德·韦格纳研究所（AWI）的物理学家 Ricarda Dziadek 博士称：

“我们的测量表明，在地壳只有 17 至 25 公里厚的地方，思韦茨冰川下方或产生高达每平方米 150 毫瓦的地热热流，且与莱茵地堑和东非大裂谷地区记录的数值相当”。

然而仅基于此，科学家们仍无法确定上升的地球使冰川底部变暖的程度。研究合著者、兼 AWI 地球物理学家的 Karsten Gohl 博士解释称：

“冰川底部的温度取决于许多因素 —— 例如地面由致密、坚固的岩石，还是数米的水饱和沉积物组成。水能够非常有效地传导上升的热量，但它也会在到达冰川底部之前将热能带走”。

研究配图 – 3：阿蒙森海扇区地热热流、岩石圈弹性厚度和磁异常分布

不过在谈及思韦茨冰川的未来时，热流或许是一个需要被考虑进去的关键因素。Karsten Gohl 补充道：

举个例子，大量地热会导致冰川底部不再完全冻结、或者在其表面形成恒定的水膜，两者都会导致冰块更容易在地面上滑移。

此外，如果冰架的制动作用消失 —— 正如目前在南极洲西部所观察到的那样 —— 随着地热增加，冰川的流动可能被大大加速。

据悉，本次研究使用的新地热热流图，基于西南极洲各地区汇总的地磁数据集。研究人员通过复杂的程序，对其进行了整理和分析。

研究合著者、英国南极调查局和国家海洋学研究所的 Fausto Ferraccioli 解释称：“从磁场数据推断地热热流，其实是一种久经考验的方法，但此前主要被用于对地下地质特征知之甚少的地区”。

最后，科学家们将很快发现他们对思韦茨冰川下方热流的新评估有多准确。因为一支由英美极地专家带领的国际团队（AWI 也参与其中），正在开展一个重大的研究项目。

其计划收集直至冰川床的岩心样本、并进行相应的热流测量，这些发现将为全面验证来自西南极洲的新热流图，而提供最初步的机会。