而這次,哥倫比亞大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì),就在東非的圖爾卡納裂谷,捕捉到了這個(gè)地球演化的關(guān)鍵瞬間。
為了看清地下的地殼結(jié)構(gòu),研究團(tuán)隊(duì)利用高分辨率地震反射數(shù)據(jù)與鉆孔資料,給這片土地做了一次精準(zhǔn)的“地下CT”,他們通過(guò)追蹤聲波在地下巖層中的傳播規(guī)律,繪制出地下地層的完整結(jié)構(gòu),再結(jié)合已有的莫霍面(地殼與地幔的分界面)深度數(shù)據(jù),最終精準(zhǔn)測(cè)算出了裂谷各處的地殼厚度。
結(jié)果超出了學(xué)界的預(yù)期:裂谷兩側(cè)的地殼厚度超過(guò)35公里,與全球大陸地殼的平均厚度基本一致,可到了裂谷的中心軸線,結(jié)晶地殼已經(jīng)被拉伸至僅13公里厚。
這種兩側(cè)厚、中心急劇變薄的楔形結(jié)構(gòu),正是地殼正在發(fā)生主動(dòng)頸縮最直接、最確鑿的證據(jù)。
按照傳統(tǒng)的地質(zhì)理論,裂谷的成熟速度,主要由板塊分離的快慢決定,離板塊旋轉(zhuǎn)極越遠(yuǎn)、拉得越快,裂谷成熟得越早。
但圖爾卡納裂谷的板塊分離速度其實(shí)非常緩慢,每年僅數(shù)毫米,比我們指甲生長(zhǎng)的速度還要慢。
那它為什么能提前進(jìn)入關(guān)鍵的頸縮階段?
研究團(tuán)隊(duì)找到了核心答案:這里的地殼,早就經(jīng)歷過(guò)了一次預(yù)拉伸。
大約5700萬(wàn)到4500萬(wàn)年前,這里就發(fā)生過(guò)一次大陸撕裂,形成了中非裂谷系統(tǒng)的古老裂谷結(jié)構(gòu),地殼已經(jīng)被拉薄、力學(xué)強(qiáng)度大幅下降。
這次撕裂停下之后,前后不到1700萬(wàn)年,東非大裂谷的斷裂活動(dòng)就在這里重新啟動(dòng),時(shí)間大約在4500萬(wàn)到4000萬(wàn)年前,這也是目前有記錄的、東非大裂谷最早的活動(dòng)證據(jù)。