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历史地质学/海平面变化

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全球海平面的变化既是气候变化的征兆,也是其原因。在本文中,我们将研究导致全球海平面变化的原因,以及如何在地质记录中识别这些变化。

海平面变化的原因

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海平面变化的一个原因是大陆冰川的形成或融化。例如,据估计,如果目前覆盖格陵兰岛和南极洲的冰盖融化,全球海平面将上升约 70 米。

另一个影响全球海平面的因素是洋中脊。洋中脊越活跃,规模就越大,排开的水也越多。洋中脊的总长度也会发生变化:当一个超大陆分裂时,它分裂的地方会形成洋中脊盘古大陆分裂形成中大西洋海岭是最近的一个例子。由于洋中脊实际上是一条长达 40,000 英里的山脉,因此它的形成显然排开了大量的水。热点形成夏威夷等岛屿也会产生类似但较小的影响。

大陆碰撞会减少海平面,因为大陆相互压缩,面积减少。例如,据估计,印度与南亚的碰撞以及由此产生的喜马拉雅山脉隆起,会使海平面下降约 10 米。

局部变化

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海岸线的位置可能会由于陆地的移动而发生变化,例如由于构造运动或由于均衡回弹(在冰川覆盖导致的下降之后)而发生变化。这意味着仅仅观察一两个地方来估计过去的海平面是没有用的,因为看起来像是全球海平面下降,实际上可能是陆地局部上升。

事实上,这种局部影响确实迷惑了 18 世纪的科学家安德斯·摄尔修斯,他沿斯堪的纳维亚海岸测量海平面,这让他相信海洋一定是在缩小。他不知道的是,由于均衡回弹,斯堪的纳维亚半岛实际上正在缓慢地从海中升起。

为了识别全球海平面的变化,有必要超越这些局部变化,从更大的角度来看。

维尔和哈拉姆曲线

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维尔曲线代表了过去的全球海平面,它基于彼得·维尔及其同事的工作。它基于对地质记录中不整合的研究,这些不整合代表了海洋海退的时期。维尔工作的一个重要部分是确定这些不整合可以通过使用反射地震勘探在地下识别,这种方法依赖于研究由人工制造的小爆炸产生的地震波的反射。

从方法论的角度来看,维尔曲线存在一个主要问题:它基于埃克森美孚公司的专有数据,公众无权查看。这并不一定意味着维尔曲线是错误的,但这确实意味着如果维尔曲线的某个方面是错误的,如果它所基于的数据在某些方面是错误的,或者如果维尔以某种方式误解了数据,那么没有人能够知道。这使它与地质学中的其他结果不同,其他结果的质量由科学家相互交叉检查工作的能力保证。

哈拉姆曲线(安东尼·哈拉姆的创意)不存在相同的问题。它是基于不同的方法构建的:哈拉姆通过观察海洋沉积物在不同时期沉积的位置,计算出大陆在时间推移过程中被海洋覆盖的面积,从而绘制出一系列大陆在不同时期的海岸线;很明显,当全球陆地面积缩小时,这对应于全球海平面上升。

维尔和哈拉姆曲线。

哈拉姆和维尔曲线在右边的图表中显示。请注意,这些是“一阶”曲线,只显示了总体趋势:它们没有足够精细的比例来显示最近冰盖的推进和后退造成的波动。

读者会注意到两条曲线之间有很大的相似性,这表明哈拉姆和维尔基本上是在正确的轨道上,尤其是因为这种一致性是由两种不同的方法产生的。但读者也会注意到细节上的差异,这表明其中一条或两条曲线可能并不完全准确。

它们的大致准确性得到了我们从它们中看到的特征的证实;例如,我们看到海平面下降伴随着盘古大陆的组装,以及海平面上升对应于盘古大陆的破碎和中大西洋海岭的形成。我们还可以看到海平面下降对应于已知的冰川作用时期。

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