从冰川冰碛中收集的一批古老岩石从字面上揭示了地球上最未被充分探索的环境之一的深层故事 - 隐藏在东南极洲冰盖下的岩石和山脉带。在这项研究之前，科学家们对现在埋藏在世界上最大的冰盖下的山脉和景观何时、如何以及为什么形成只有模糊的概念。

“在过去的14万年里，这些山脉和景观一直被埋在数英里的冰层下，”艺术与科学学院地球与环境科学教授保罗菲茨杰拉德说。“它们比珠穆朗玛峰或海洋最深处要遥远得多。

现在，这个难以进入的地区的一些构造奥秘已经解开。在最近发表在《自然通讯》上的一项研究中，第一作者菲茨杰拉德和第二作者、明尼苏达大学德卢斯分校地质科学名誉教授约翰·古奇(John Goodge)对这些岩石进行了创新的岩石采样和辐射测年，揭示了过去五亿年来东南极洲中部的历史。

神秘的山脉

研究人员选择了年龄从1亿到2亿年不等的花岗岩巨石，因为他们知道这个年龄的岩石在南极洲的其他任何地方都没有出现，因此必须来自冰盖下的井底，也许来自巨大而神秘的Gamburtsev冰下山脉。这是因为随着山脉的侵蚀，冰川 - 缓慢流动的冰河 - 将巨石运送到大陆边缘附近的沉积岩石和沉积物领域，称为冰川冰碛。

长期以来，科学家们一直对Gamburtsev冰下山脉感到困惑，纯粹是因为它们完全被埋在冰下，没有人知道是什么岩石类型构成了这个范围。最近该山脉的冰下图像表明是非火山起源，但如果不是火山活动，那么是什么构造力量导致了它的形成?知道山脉何时形成意味着研究人员可以开始解决这个难题。

但是你如何确定山脉带何时形成，更不用说完全埋在冰下的山脉了?通过确定岩石的低温冷却历史。这就是互补专业知识发挥作用的地方。

新西兰人菲茨杰拉德和美国人古奇自1986年在横贯南极山脉读研究生以来一直是好朋友。但他们从未合作过。现在他们有机会做到这一点。古奇收集了巨石，菲茨杰拉德拥有热年代学的专业知识。几十年来，两人一直在研究南极地质学。

当山脉形成时，它们被抬升并形成高地形。由于侵蚀，岩石随后被挖掘到地表。当岩石被挖掘出来时，它们会冷却。确定岩石冷却的时间和速度有助于缩小山脉在地质时期形成的时间。地质学家使用热年代学(通过辐射测年法分析岩石的时间-温度历史)来了解冷却历史。相对较大的巨石尺寸使研究人员能够使用各种辐射测量方法分析巨石。

调查结果

结果表明，由于重大构造事件，南极洲东部经历了500个主要快速冷却时期。首先，冈瓦纳超大陆是由于大约180亿年前的大陆-大陆碰撞而形成的。其次，冈瓦纳超大陆在大约100.<>亿年前开始分裂。最后，大约<>亿年前，一个高海拔高原开始坍塌，这与南极洲东西极洲之间裂谷系统的形成有关。总而言之，这些结论具有良好的地质意义。

这些仍然是理解被东南极冰盖的巨大质量所掩盖的地质难题的早期阶段。然而，菲茨杰拉德最突出的是发现的兴奋。“我们正在采样一个我们知之甚少的地方。对我们来说，这就像从月球或火星上研究岩石一样，“他说。