· 地质学·

非洲大陆或正在走向彻底分裂



东非地图（左侧）；图尔卡纳裂谷带地图（右侧），显示了研究中使用的反射地震勘探测网，以及利用反射地震和重力数据圈定的盆地。图片来源于论文

图尔卡纳裂谷是一条巨型裂谷带，它横跨肯尼亚与埃塞俄比亚，全长约500千米，是庞大的东非大裂谷系统的重要组成部分，正在将将非洲板块与阿拉伯板块、索马里板块逐步分隔开来。在图尔卡纳地区，非洲板块与索马里板块正以每年约4.7毫米的速度缓慢分离。在板块相互远离的过程中，裂谷作用会横向拉伸地壳。地表受张力挤压发生褶皱、开裂，地球深处的岩浆借此不断向上涌动。4月23日，一项发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的研究发现，该区域下方地壳的变薄程度远超以往认知，这预示着非洲大陆正走向长期裂解，并为当地为何能完好保存大量古人类遗骸提供了全新解释。

研究人员基于高质量的地震数据，分析了地震波在地层中的传播规律，并结合多种地质成像技术，绘制了地层沉积结构，精准测出裂谷下方的地壳厚度。他们发现，裂谷中心区域的地壳厚度仅约13千米，而裂谷外围区域地壳厚度达35千米以上。这一悬殊差距，标志着地壳正经历关键的颈缩作用。颈缩是指地壳中部被持续拉伸、不断变薄的地质现象，就像拉扯一块软糖时，中间会被拉细、收窄形成细长的“颈”。地壳越薄，结构就越脆弱，进而加速裂谷扩张，形成恶性循环。不过，大陆演变以百万年为时间尺度。图尔卡纳裂谷约4500万年前开始初步开裂；约400万年前大规模火山喷发后，颈缩作用正式启动。距离下一阶段洋壳化，或许还需要数百万年。届时岩浆将顺着裂缝大量涌出，形成全新洋底，北部的印度洋海水最终会倒灌涌入，将陆地彻底分割。研究还发现，该区域曾发生过一次中途“夭折”的远古裂谷运动。那次裂解并未造成大陆分离，却永久削弱、拉薄了当地地壳，为如今的大规模裂谷活动埋下伏笔。

这项研究也揭开了该区域化石资源异常丰富的秘密。图尔卡纳裂谷已出土1200多件过去400万年间的古人类化石，长期被视为人类演化的核心摇篮。研究人员表示，约400万年前大规模火山活动结束后，颈缩作用导致裂谷区域整体沉降。地势低洼的环境让细腻沉积物快速堆积，形成了完美的化石封存条件，从而完整留存连续的古生物演化记录。（中国科学报、sciencedaily）

via.环球科学