不应该出现的岩石

几十年来，在南极Hudson Mountains工作的地质学家注意到了一些奇怪的现象：粉红色花岗岩巨石集群堆积在该地区典型的深色火山岩之上。花岗岩和火山玄武岩通过完全不同的地质过程形成，花岗岩在火山地形占主导地位的地区出现引发了许多未被完全解答的问题。一项新研究现已解开了这个谜团——在此过程中，揭示了隐藏在南极最重要冰川之一下方的非凡规模的地质结构。

这项由英美地质学家团队发表在权威地球科学期刊上的研究，结合了岩石年代测定和航空重力测量，将地表巨石与其来源联系起来：一个巨大的花岗岩体（岩浆房），埋藏在Pine Island Glacier下方几公里处，最宽处跨越近100公里。

岩石年代测定

解开谜团的关键是对粉红色花岗岩巨石的放射性测年。研究团队对花岗岩中的锆石晶体应用了铀铅测年法，将花岗岩的形成时间确定在侏罗纪，大约1.7亿年前——当时南极还是Gondwana超大陆的一部分，正经历与其最终分裂相关联的广泛火成活动。

南极侏罗纪花岗岩形成本身并不罕见。使这些结果具有重要意义的是年代测定对巨石地表运动过程的含义。这些巨石并非由地表火山活动就地形成——它们是从深处侵蚀而来，并在地质时间尺度上由冰川动力学运输至地表，当Pine Island Glacier波动的冰盖在下方基岩上反复推进和后退时，巨石在地表露出。

航空重力测量揭示隐藏的岩体

一旦放射性测年表明巨石有来自深部的来源后，研究团队转向对Pine Island Glacier进行的航空地球物理测量以找到它。重力测量通过测量地表下方岩石密度差异引起的地球重力场微妙变化。花岗岩密度低于西南极基岩所具有的周围火山岩和变质岩，在仔细的测量中产生独特的重力特征。

测量数据显示Pine Island Glacier下方存在明显的重力异常——与大型花岗岩体的存在一致。通过对异常形状和大小的建模，研究人员估计埋藏岩体宽度约100公里，最厚处约7公里，代表了近几十年来在南极发现的最大未知地质结构之一。