2020年十大地质学发现：南极也曾树木丛丛
图1 黄石公园历史上的超级喷发
在美国黄石国家公园的间歇泉和温泉之下，隐藏着许多热点（地质学上的“热点”指地球表面长期历经活跃的火山活动的地区）。科学家发现，大约900万年前，这里爆发了两次历史性的超级火山爆发。在分析了该地区的古火山岩带和火山沉积物后，研究小组发现了之前这两次喷发的证据，他们将其命名为麦克马伦溪超级喷发（McMullen Creek supereruption）和格雷陆地超级喷发（Grey‘s Landing supereruption），后者打破了记录，成为迄今为止探测到的黄石热点地区规模最大的一次喷发；大约872万年前，黄石超级火山喷发覆盖了大约23000平方公里的地区，即现在的爱达荷州南部和内华达州北部。
图2 地核附近的巨大团块超出想象
在地球的固体地幔和液体外地核的交界处，存在着像大陆一样巨大的岩石团块。现在，科学家们认为，它们的规模可能比原先想象的还要大。根据之前的估计，如果被拉到地球表面，两个最大团块的高度将是珠穆朗玛峰的100倍。然而，在对数十年的地震数据进行分析之后，科学家们现在估计，太平洋下方的一个大团块实际上可能可怕得多。例如，沿着这个团块边缘新发现的一个结构直径超过1000公里。
图3 经受住巨大海啸的北海岛屿
大约8000年前，一场海啸袭击了英国和荷兰之间的平原，淹没了大部分陆地。但研究表明，一些岛屿可能经受住了海啸的冲击，为石器时代的人类提供了数千年的家园。海啸过后，这些岛屿在水面上存在了一段时间，但大约1000年后，海平面上升最终淹没了这些岛屿。科学家们在英格兰东部约克郡的乌兹河（River Ouse）河口附近采集到了相关的海底沉积物，才揭示了这些岛屿不为人知的历史。
图4 地核有10亿年的历史
科学家估计，地球的核心是一个宽约2442公里的铁球，很可能形成于10亿至13亿年前。研究团队在极小的尺度上重建了地核形成的条件，计算出一团熔融铁需要多长时间才能形成目前大小的地核。大约10亿年的时间窗口与地球磁场的历史波动十分吻合——在10亿到15亿年前，地球的磁场明显变强。内地核的结晶可能导致了磁性的增强，因为这个过程会向液态的外地核释放热量，而热量会在液体中引起剧烈的搅动，从而为磁场提供动力。
图5 加拿大地下的一块失落大陆
大约一亿五千万年前，一块如今已消失的大陆分裂成巨大的碎片，其中一块就隐藏于今天的加拿大地下，直到最近才被科学家发现。他们在研究一种名为金伯利岩的火山岩时取得了这一发现。金伯利岩是金刚石的母岩，寻找钻石矿常常由寻找金伯利岩开始。研究人员在加拿大北部巴芬岛地下近400公里处采集到了这些金伯利岩，发现其矿物化学成分与那块消失已久的大陆相吻合。这一取样地点也成为发现该大陆证据的最深采样点。
图6 澳大利亚附近的水下河流
科学家在2020年发现了大量冰冷的咸水河流，从澳大利亚海岸流入深海。研究人员使用自动水下航行器发现，这些河流是海岸附近的浅水在冬季失去热量时形成的。经过夏季几个月的蒸发，浅水变得比深水更咸，因此当浅水冷却时，稠密的咸水下沉，形成一条在海洋中蜿蜒流动的水下河流。这些河流绵延数千公里，将营养物质、植物和动物物质以及污染物带入大洋。
图7 南极冰层下发现古老雨林遗迹
在人们的印象中，南极洲可能是与热带雨林关系最遥远的地方。然而，科学家正是在南极洲西侧发现了远古雨林的遗迹。在派恩岛冰川附近的海底，科学家钻取到了一些不同寻常的沉积岩心，其中发现了森林的残骸。岩心的一层沉积物具有与周围明显不同的颜色，经过仔细观察，科学家们发现了古老的花粉、孢子、开花植物碎片和根系网络。该样品可以追溯到9000万年前的白垩纪中期，当时的南极气候要比现在温暖得多。
图8 中国地下600公里处的古老海床
科学家在中国地下数百公里处发现了曾经位于太平洋海底的海床，而且这片海床还在继续向地幔过渡带下沉。组成这片海床的岩石曾经位于海洋岩石圈之上，这是地球表面的最外层。当岩石圈与邻近的构造板块碰撞时，这片海床就被向下推，这就是所谓的俯冲事件。科学家还从未在地球表面以下如此深的地方——地下410至660公里之间——发现过俯冲事件。
图9 消失的板块再被发现
科学家对一个构造板块进行了数字重建，结果显示，大约6000万年前，该板块的运动可能在太平洋上形成了一条火山弧。以往一些地球物理学家认为，这个被称为“Resurrection”的板块从未存在过。但如果这个板块确实存在，它应该在数千万年前就被推到了地壳之下。因此，科学家通过计算机模拟反演了这一运动，实际上就是把它和其他古代板块拉回到地表。他们发现，“Resurrection”就像一块完美的拼图，就位于库拉板块和法拉龙板块的东部，其边缘与华盛顿州和阿拉斯加的古代火山带相吻合。
图10 使帝国大厦相形见绌的珊瑚结构
这是100多年来发现的第一个独立的珊瑚礁，其高度甚至超过美国的帝国大厦。这座珊瑚“巨塔”从底部到顶端高500米，自由地矗立在澳大利亚海岸的大堡礁附近。这个叶片状的结构底部宽1.5公里，其峰顶位于海平面以下约40米处。
