地球物理研究揭示南极重力异常起源:可追溯至白垩纪时期

编辑者: Uliana S.

在发表在 Scientific Reports 的一项研究中,科学家绘制了南极洲的重力异常图,并揭示了它在数百万年间如何形成。

2026年发表的一项最新地球物理研究显示,隐藏在南极冰盖之下的地球最显著重力异常现象,其历史根源可以追溯到7000万年前的白垩纪,即恐龙统治地球的时代。这一区域被确认为全球重力最弱的地点,其形成是地球内部深层岩石结构密度分布不均的直接结果。

来自巴黎地球物理学院等机构的国际专家团队,利用前沿技术构建了地球内部结构的三维精密模型,这一过程被形象地比作对地球进行“计算机断层扫描(CT)”。佛罗里达大学的亚历山德罗·福特(Alessandro Forte)教授与研究员佩塔尔·格利绍维奇(Petar Glisovic)共同主持了这项研究,他们通过分析全球地震活动记录并结合物理模拟,成功重构了从现代回溯至约6600万年前新生代初期的地幔动力学演变过程。

这一被称为“南极大地水准面异常”的重力洼地,其形成机制并非源于单一因素,而是地幔中两个方向完全相反的强大动力过程共同作用的结果。一方面,在南极大陆边缘的太平洋和南大西洋沿线,大量寒冷且高密度的岩石块体正沉入地幔深处;另一方面,在罗斯海(Ross Sea)等海域下方,大量炽热且低密度的物质正从地球深处向上涌动。

根据模型推算,这一重力异常现象形成最剧烈的阶段发生在距今5000万至3000万年前。这一时间跨度具有特殊的科学意义,因为它恰好与地球自转轴发生的显著偏移周期相吻合。这种高度的一致性促使科学家们推断,地幔对流过程、重力场的演变以及地球在空间中的整体定向之间,存在着极其深层的内在关联。

由地表下密度差异引起的重力波动,对全球海平面分布具有直接且深远的影响。在像南极这样重力吸引力较弱的区域,海水会自然流向引力更强的地带,导致该处海平面相对于地球中心有所下降。福特教授强调,深入理解这些深层地质过程至关重要,因为这能为研究影响大型冰盖生长与长期稳定性的关键因素提供全新的科学视角。

在传统的大地测量学模型中,1948年发现的“印度洋大地水准面低值区”一直被视为全球最深的重力洼地。然而,当研究人员在计算中剔除因地球自转产生的赤道隆起(即采用流体静力学分析法)后,真正的重力势能最低点便转移到了南极的罗斯海区域。这一位移表明,南极异常更纯粹地反映了地球内部的真实动力学状态,排除了旋转离心力带来的干扰效应。

这项发表在《科学报告》(Scientific Reports)杂志上的研究成果,通过将重构的重力图与卫星获取的基准数据进行对比,证实了其理论模型的高度可靠性。目前,科研团队正致力于进一步确立这一“重力漏斗”与冰盖演化之间的因果链条,旨在解答地球内部构造如何影响全球气候系统这一核心科学命题。

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来源

  • Mirage News

  • Antarctica sits above Earth's strongest “gravity hole.” Now we know how it got that way

  • Geoscientists Pinpoint Ancient Forces behind Antarctica's Gravity Hole | Sci.News

  • Earth's Strongest Gravity Hole Sits Beneath Antarctica—And Now We Know How It Got There - ScienceBlog.com

  • Seismology and Planetary Science - Geological Sciences - University of Florida

  • Dr. Alessandro M. Forte - Geological Sciences - University of Florida

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