“想象一下一座郁郁葱葱的热带岛屿滑入海浪之下”：在巴西附近发现的冰岛大小的溺水岛屿

西南大西洋的海底火山高原在4500万年前是一个热带岛屿。

2018年，巴西和英国科学家在探索被称为里奥格兰德隆起的火山高原周围的海底时，发现了看起来像是属于陆地的岩石。

观看从地表以下 650 米（2,100 英尺）处的远程操作潜水器转播的视频，不寻常的红粘土层引起了他们的注意。 “你只是在海底找不到红粘土，”参加这次探险的英国南安普敦国家海洋学中心的海洋地质学家布拉姆利·默顿 (Bramley Murton) 说。 “这些沉积物看起来像热带土壤，”他解释道。

在最近的一项研究中，研究小组表明，粘土独特的矿物成分只能通过热带高温和潮湿的露天风化形成。这是一系列发现中的最新发现，表明这片距离巴西海岸 1,200 公里（750 英里）的海洋曾经是一座岛屿。

火山起源

“想象一下，一座郁郁葱葱的热带岛屿滑入海浪之下，并被及时冻结。这就是我们所发现的，”该研究的合著者默顿说。他和同事认为该岛的大小与冰岛相似（约占格兰德河隆起总面积的五分之一）。

格兰德河隆起的起源可以追溯到 8000 万年前。南大西洋洋中脊下方有一个巨大的地幔柱，引发了强烈的火山活动；默顿说，由此产生的上升“开始成为白垩纪版本的冰岛”，其位置比现在的南美洲更接近洋中脊。随着火山活动减弱，火山高原逐渐向西漂过大西洋，沉入海浪之下。

但从大约 4000 万年前开始，地幔柱发生了最后一次火山活动，这次是孤立在隆起的西部部分。正是在这个地区，研究人员发现了夹在熔岩之间的红粘土，已知其年龄约为 4500 万年。

“这是一个出色的结果，”该研究的合著者、圣保罗大学海洋地质学家 Luigi Jovane 说。 “红粘土是这曾经是一座岛屿的确凿证据。”十多年来，乔瓦内一直领导里奥格兰德隆起的调查。

水下探索

这项研究是 2018 年对海隆进行的两次科学考察的顶峰。第一次是在巴西科考船 Alpha Crucis 上使用声纳绘制了海隆的水下地形图。该项目最初旨在描述海隆海底富含矿物质的铁锰结壳的特征。

研究人员绘制的地图揭示了一条 30 公里长（20 英里长）的陡峭峡谷，将高地一分为二——南克鲁塞罗裂谷——以及古老的海滩台地、海浪切割平台和淹没的瀑布。

八个月后，团队搭乘国家海洋学中心的 RRS发现号返回。该船配备了遥控潜水器（ROV），使他们能够拍摄暴露在陡峭峡谷壁上的岩石的镜头。 ROV还有一个用于收集样本的机械臂。

未参与这项研究的牛津大学海洋地质学家托尼·瓦茨 (Tony Watts) 表示，大多数海底地质调查都依赖于声纳测绘和挖掘岩石样本。但“通过使用遥控潜水器，[研究人员]可以对红床的位置和背景更有信心。”

研究人员拿着红粘土样本，在实验室中测量了其矿物成分。他们发现它主要含有一种叫做高岭石的粘土矿物，这种矿物在热带土壤中占主导地位，因为它能抵抗极端的化学风化。

“这些红粘土在化学和矿物学方面与我们在巴西各地发现的红土或terra roxa完全相同，”Jovane 说。 “我们相信它们代表了熔岩原位、风化的上表面。”

“这是一个可靠的数据集，”瓦茨说，他同意该团队的解释，即该地区曾经高于海平面。他补充说，这项研究对于理解岩浆上升和沉降历史具有重要意义。

Murton 说，20 世纪 80 年代收集的证据，包括含有浅水微化石的钻芯，表明隆起的西部部分在始新世期间隆起。但“到目前为止，还没有人找到令人信服的证据来证明地面火山活动和西部隆起的暴露。”

令人垂涎的矿物质

格兰德河隆起不仅仅是在科学上令人着迷。由于其铁锰结壳，它还具有潜在的经济价值。 2018年12月，巴西政府向联合国申请扩大其海上边界，将里奥格兰德隆起纳入其中。

该海隆位于国际水域，远远超出巴西 370 公里宽（200 海里）的专属经济区——沿海国家对海底资源拥有主权。为了获得延期资格，巴西需要证明海隆具有与该国相同的地质特征。

此次上涨的新地位可能有助于支持这一持续的说法。 “里奥格兰德隆起和非洲大陆具有相同的土壤和气候，”乔瓦内解释道。 “从这个意义上说，两者之间存在直接关系。”

乔瓦内表示，巴西不仅需要证明其对里奥格兰德隆起拥有正确的主权，而且能够可持续地开采该地区。目前，巴西仅对陆地采矿有规定，并且仍然没有针对国际水域海底采矿的立法。

本文最初发表于Eos.org。阅读原始文章。