科学家通过还原熔岩流过程揭示大陆运移秘密

近日，澳大利亚科廷大学主导的一项国际联合研究首次揭示了土耳其图兹G?觟lü断层带（TGFZ）运动机制，为大陆如何随时间移动提供了新见解，并推动了对地震风险的理解。该研究成果发表于《通讯-地球与环境》。

慢滑断层的运动约束常常是发散的，这掩盖了其新构造意义和地震危险性。TGFZ是土耳其安纳托利亚构造带中部一个主要的慢滑断层，可容纳板内变形，其长期地质变形速率和短期大地测量变形速率不一致。同时，已有研究普遍认为土耳其境内断层以地震易发的走滑断层为主。由于TGFZ位于欧亚、阿拉伯和非洲板块相互作用的关键位置，所以研究其运动有助于认识大陆碰撞时应变的分布情况，相关见解可以应用于阿尔卑斯-喜马拉雅山脉带的其他地方及世界其他大陆变形带。

该研究重建TGFZ的更新世-近代运动演化过程是基于对Hasandazu熔岩流层锥定年。Hasandaku火山的几股熔岩流流过断层并冷却，然后被地震分开。研究人员通过还原其原始形状并确定它们的年龄，从而实现了对曾经相连的岩石如何随时间推移而分离这一过程的追踪。为此，研究小组使用了遥感、离子微探针和氦定年等诸多尖端技术，精准确定了熔岩流的年代，并追踪了数千年来熔岩流的位移。研究人员解释称，熔岩流中的微小锆石晶体起到了地质时钟的作用，捕捉了由微量自然存在的铀和钍的放射性衰变产生的氦。通过测量锆石中的铀、钍和氦，可以精准确定熔岩流喷发、溢出断层并随后冷却的时间。

研究结果表明，TGFZ正在以每年约1毫米的速度分开，而不是向侧面移动，从而首次证实TGFZ实质是正断层而非已有研究所认为的走滑断层。研究人员指出，这项研究强调了重新审视长期持有的地质假设和使用现代技术精确测量大陆如何应对构造碰撞的巨大压力的重要性。

该研究成功破解了长期困扰科学家的有关断层运动的谜题，不仅是地震危险评估的重要突破，也是改进全球大陆变形模型的重要突破。（张树良）

研究揭示大西洋经向翻转环流未来变化新趋势

近日，美国加州理工学院的科研团队结合基础研究和长期实际观测数据，对大西洋经向翻转环流（AMOC）的未来变化做出了更精确的预测。研究表明，尽管全球变暖会导致AMOC减弱，但其减弱幅度可能显著低于此前部分极端气候模型的预测。

AMOC是一种局限于大西洋的庞大洋流系统，承担着将热量从南半球向北半球输送的关键任务，对调节地球气候至关重要。它不仅影响欧洲温和的夏季气候，也关联着非洲和印度的季风季节。气候模型长期预测全球变暖将导致AMOC显著减弱，这种减弱趋势被认为会对区域海平面异常变化、北欧急剧变冷以及亚马孙和西非部分地区的干旱加剧等产生深远影响。

古气候记录显示，AMOC在约2万年前的末次盛冰期曾发生减弱并导致剧烈气候变化。然而，当代复杂气候模型在预测21世纪AMOC减弱幅度上存在巨大分歧。该研究旨在深入理解引起这些模型差异的物理机制。研究揭示模型中模拟的AMOC当前状态与其预测的未来减弱程度之间存在强关联。气候模型模拟当前AMOC越强、越复杂，其预测的AMOC在全球变暖下减弱的幅度越大。原因在于，更深、更强的AMOC使得由变暖和淡水输入引起的表层海水特性变化影响更深层海水，从而对环流造成更大破坏，导致更大比例的减弱。相比之下，通过较单一的模型模拟当前AMOC，其预测的减弱幅度较小。新研究正是利用这一物理关系，结合实际的洋流观测数据，构建了更可靠的简化模型预测未来。

目前，该研究使用的观测阵列已持续收集超过20年的洋流数据。但要想提升全球气候预测精度，需扩大监测范围并整合更复杂过程。研究人员表示，现有气候模型经过优化后，可更准确模拟AMOC深度与密度结构的关系。

（王立伟 王高苗）