尼罗河,这条地球上最长的河流,流经开罗埃及。德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员已发现其神秘的北流源头深入到地球地幔,与此同时揭开尼罗河的真实年龄。 (图片来源:Nina R)
古埃及人认为尼罗河是一切生命的源头。数百万年,河流固定地向北流动,滋养着非洲东北部肥沃的山谷,塑造了人类文明的进程。
然而,为何尼罗河的水流路径亘古不变?这个问题一直以来都是地质学上的一个奥秘,因长寿命的河流通常都会随着时间的推移而改变其流径。德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员将河流的流速与地球深地幔的岩石运动相联系,破解了这一谜团。在调查过程中,他们发现永恒的尼罗河比人们所知道的更古老,科学家们估计,尼罗河的年龄可达3000万年——几乎是先前认为的六倍。
这一研究发表在《自然地球科学》(Nature Geoscience)杂志上。研究发现,地幔运动使尼罗河保持向北流动,否则,尼罗河早在很久之前便已向西流转,还可能会改变与之相关的历史进程。
“在有关尼罗河的诸多重大问题中,其中一个便是它的发源时间以及持续向北的原因。”文章的主要作者,德州大学杰克逊地质学院的教授Claudio Faccenna说道,“实际上,我们的解决方法十分激动人心。”
研究结果要解决一场关于河流年龄旷日持久的争论,证明地幔深部的缓慢运动,是塑造地球地貌与地质作用的关键力量之一。地球地幔由坚固岩石构成,而这些岩石像流体一般长时间不断地流动。就像海洋中的洋流,地幔的不同地区有不同的循环模式。
研究团队包括魁北克大学的研究合作者、杰克逊学校的科学家Petar Glisovic、杰克逊学院的教授和德克萨斯大学地球物理研究所的研究科学家Thorsten Becker、以及德克萨斯大学地球物理研究所的研究科学家Faccenna。其他合作者包括来自佛罗里达大学、米兰大学、以色列地质调查局和耶路撒冷希伯来大学的研究人员。
在论文中,研究人员将尼罗河倾斜的地形特性,与一条地幔岩传送带联系起来,该传送带南部向埃塞俄比亚高地推进,北部向地表下拉。从始至终,这一缓坡使得尼罗河始终向北行进。
这一研究将埃塞俄比亚高地古老的火山石与深埋在尼罗河三角洲下大量河床沉积物相联系,追溯尼罗河的地质历史。研究人员发现,埃塞俄比亚高地急剧上升之后,数百万年以来维持在一个类似的高度,他们将其归结于高地下地幔岩支撑的功劳。
德克萨斯大学奥斯汀杰克逊地球科学学院教授,文章的主要作者Claudio Faccenna(见图)及其研究团队汇集了大量的地质证据,揭示出埃塞俄比亚高原的演化。他们的研究表明,高原倾斜的地貌持续了3000万年,意味着永恒之河要比之前设想的古老六倍。
(图片来源:Claudio Faccenna)
“我们知道,埃塞俄比亚高原的高地势在3000万年前就已形成,”Becker说道。
然而直到现在,这一地势是如何维持如此之久还尚未可知。
研究团队利用计算机模拟,再创造出4000万年地球板块构造活动,证实了他们的观点。
模型显示,热地幔柱的到来,可能导致形成埃塞俄比亚高原的熔岩倾泻而出,激活地幔中持续至今的传送带。模拟再现的景观变化——包括景观中的小细节,如在尼罗河沿岸发现的激流——几乎和科学家们所预期的一样。
该模型能够细化如此小的细节,着实是一个惊喜,是一个意义重大的研究成果,Glisovic说道。
他声称:“我认为这一技术给予了我们一些过去没有的东西。”
俄勒冈州州立大学教授、隆起地貌专家Eric Kirby说,地球物理模型结合了不同的地质数据和最先进技术,是研究的关键。
“缺乏这两者中的任何一个,得到的结果就不会如此令人信服。”Kirby(未参与到这项研究)说道。
该团队现在希望将这一技术运用到长江、刚果河等河流上。这一研究由NASA支持,由意大利政府教育、大学和研究部拨款。
翻译:吕嘉明
审校:赵欢
引进来源:德克萨斯大学奥斯汀分校