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世界第八大洲:寻找那片藏在人类眼皮底下的新大陆

  • 扎利亚·格威特
  • (Zaria Gorvett)
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从海上看新西兰(Credit: Getty Images)图像来源,GETTY IMAGES

整个故事要从1642年,亚伯·塔斯曼(Abel Tasman)的一次航海探险说起。塔斯曼是一位经验丰富的荷兰航海家,上唇蓄着华丽的八字髭,下巴则是浓密的胡须,为人行事粗暴,在后来的一次航海中曾因喝醉酒一时失态竟然要吊死手下几个船员。而这次航海,他深信南半球有一个广袤的大陆,下了决心务必找到。

在那个年代,南半球对欧洲人来说仍然相当神秘,但都坚信,世界的这一半一定有一块广袤无际的陆地,并预先给这块尚待发现的大陆命名为“Terra Australis”,(拉丁语,即南大陆),以平衡对称欧洲人所在的北方大陆。这种南半球有一神秘大陆的执着观念可以追溯到古罗马时代,不过要到大航海时代开始后此观念才能受到验证。

因此,该年8月14日,塔斯曼从他所属荷兰东印度公司在印度尼西亚雅加达的总部出发,率领两艘小型帆船先往西航行,然后南下,再转向东方,最终到达新西兰的南岛。他与当地毛利人(Māori,几百年前开始在此定居的原住民)的首次接触并不顺利,在他们到达的第二天,几个毛利人划着独木舟,撞到了一艘在荷兰两帆船之间传信的小艇。四个欧洲水手死亡。然后欧洲船员向毛利人的11艘独木舟开火还击,不过不知毛利人那边是否有伤亡。

塔斯曼此次航海探险到此结束,他把这个发生死亡冲突的海湾命名为“杀人湾”(Moordenaers – Murderers Bay),不过并无多大讽刺之意。几个星期后,他启航返程,甚至没有登陆这片新发现的土地。虽然他相信自己确实发现了伟大的南大陆,但显然,这里不是他想象的经商天堂。他再也没有回来过。

塔斯曼生前不知道的是,他的坚信其实一直是正确的:在南半球确实有一块失落的大陆。

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 可以说塔斯曼确实发现了这个伟大的南大陆,尽管他不知南大陆的94%都在海水之下(Credit: Science Photo Library)图像来源,SCIENCE PHOTO LIBRARY

2017年,一群地质学家上了新闻头条,他们宣布发现了新大陆“Zealandia”(西兰洲),用毛利语称为“Te Riu-a-Māui”,这就是塔斯曼希望找到的南大陆。这个新发现大陆面积为490万平方公里,大约是马达加斯加(Madagascar)的六倍大。

虽然全世界的百科全书、地图和搜索引擎都只有七大洲之说,但这群地质学家自信满满昭告天下,七大洲之说是错误的,地球上总共有八大洲,最新加入的西兰洲破了所有大陆记录,是世界上最小、地层最薄、也最年轻的大陆。更特别的是,这个最新的大陆西兰洲94%的面积是在海水之下,只有新西兰等少数几个岛屿从海洋深处探头伸出了水面。

西兰洲实际一直藏在人类的眼皮底下。

新西兰皇家科学院地质核物理研究所(New Zealand Crown Research Institute GNS Science)的地质学家安迪·塔洛克(Andy Tulloch)说,“有些东西显而易见,却用了很长时间才发现,这就是一个例子。”塔洛克是发现西兰洲的科研团队其中一成员。

但这个发现仅是开始。四年过去,这片大陆一如既往的神秘难解。其秘密在两公里的海水下深藏不露。西兰洲是如何形成?曾栖息过什么样的生命?被淹没在海水下有多少漫长的岁月?人类还是一头雾水。

实验室的发现

事实上,研究西兰洲一直是科学界难以攻克的挑战。

在塔斯曼1642年发现新西兰100多年后,英国地图测绘家詹姆斯·库克(James Cook)船长获派驾船前往南半球进行科学考察。官方给他的指示是观察金星在地球和太阳之间的运行,以计算太阳与地球的距离。

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可能缘于地质的因素,新西兰神秘的奇威鸟最近的亲戚是马达加斯加已绝种的象鸟(Credit: BBC)

但库克船长还带有一密函,依照指示他在完成第一个任务后才能拆封。这封密函交待的一项绝密任务就是找寻发现南大陆。这个任务,库克船长未能完成,但事实上在他到达新西兰之前,他的船可以说已经穿越了南大陆。

能证实南半球确实有一个未知大陆存在的第一个真正线索是苏格兰博物学家詹姆斯·赫克托爵士(Sir James Hector)找到的。1895年,他参加了一次考察新西兰南端海岸系列岛屿的航海。在研究了新西兰的地质构造后,他得出的结论是:新西兰是“向南和东面延伸的一个大陆顶部的山脉残余部分,现在这个大陆已淹没在水下……”

虽然有此早期的发现,关于西兰洲可能存在的知识仍然模糊不明,直到20世纪60年代也只有一些微乎其微的进展。领导2017年西兰洲考察的新西兰地质核物理研究所的地质学家尼克·莫蒂默(Nick Mortimer)说,“这个领域的研究进展非常缓慢”。

然后到了20世纪60年代,此时全球地质学家终于对“大陆”的地质定义达成了共识。这个广义的定义是,于地质学来说,所谓大陆是指海拔高、岩石种类多样化,而且地壳够厚的一个地质区域,此外面积还必须非常巨大。莫蒂默说,“这不能是一小片区域。”这些条件给了地质学家寻找新大陆的要素。如果他们能找到这些要素的证据,他们就能证明第八大洲是真实存在。

然而,这项任务仍然停滞不前,因为发现一个符合上述条件的大陆是艰难的工作,成本也很昂贵,而且莫蒂默还指出这一任务没有紧迫性。1995年,美国地球物理学家布鲁斯·卢因迪克(Bruce Luyendyk)再次指出这个地区是一个大陆,并建议命名为“西兰洲”(Zealandia,或称西兰大陆)。从此开始,塔洛克称有关西兰洲的研究出现指数式跃进。

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与毛利人发生流血冲突后,塔斯曼的船只离开了新西兰,不过他相信自己发现了传说中的南大陆(Credit: NASA)图像来源,NASA

大约在同一时间,《联合国海洋法公约》(United Nations Convention on the Law of the Sea)开始生效,最终为发现西兰洲的研究提供了强大的动力。联合国海洋法公约规定,各国可以将其合法疆域延伸到专属经济区(经济海域)以外,即从海岸线延伸到200海里处,从而可以拥有这个“延伸的大陆架”,包括大陆架蕴藏的所有矿产资源和石油。

如果新西兰能够证明其现有国土是一个广袤大陆的一部分,其领域就可以增加六倍。有此利诱,突然之间,研究西兰洲的计划也就获得了充足的资金,西兰洲存在的证据也逐渐建立起来。因而每采集到一块岩石样本,就朝宣布西兰洲的发现迈进一步。

最终的大量证据来自卫星数据,这些数据可以用来追踪地壳不同部位地球引力的微小变化,从而绘制海底地图。有了这项技术,可以清晰地看到西兰洲是一个形状不规则的大陆,大小几乎与澳大利亚差不多。

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英国宇航员皮克在国际空间站上拍摄的新西兰地貌(Credit: NASA)图像来源,NASA

西兰洲大陆终于向全世界亮相,这也为一两个国家带来世界上面积最大的领海。莫蒂默说,“这很酷,想想看,地球上的每个大陆都有好多不同的国家,但西兰洲只有三个国家的领土。”

除了整个新西兰国家,西兰洲还包括新喀里多尼亚岛(New Caledonia),这是法国的属外领地,以惊人美丽的泻湖而闻名,以及澳大利亚的微小岛屿豪勋爵岛(Lord Howe island)和波尔金字塔岩(Ball’s Pyramid)。一位18世纪的探险家描述波尔金字塔岩“还没有一艘船大”。

神秘的延申

西兰洲最初是远古超级大陆冈瓦纳(Gondwana)的一部分,冈瓦纳古大陆形成于大约5.5亿年前,基本上是南半球所有陆地的汇拢。西兰洲占据了冈瓦纳大陆东部一角,与其他几个陆块相连,包括南极洲西部的一半和整个澳大利亚东面。

塔洛克说, 随后在大约1.05亿年前,“由于一个人类至今还不完全了解的过程,西兰洲开始脱离这个超级古大陆。”

大陆地壳比海洋地壳要厚得多,通常深达地心40公里左右,而海洋地壳通常厚约10公里。由于受到挤压,西兰洲整个陆块被严重拉伸展开,因而地壳厚度变薄,只向下延伸20公里。这块地壳极薄的大陆,虽然还未至于薄到一般海洋地壳的水平,最终开始下沉,消失在海水下。

尽管西兰洲地壳很薄且被海水淹没,但依照地质学的认知,西兰洲肯定是一块大陆,因为在西兰洲地壳发现了各种各样的岩石。大陆地壳通常由火成岩、变质岩和沉积岩组成,如花岗岩、片岩和石灰岩等,而海洋地壳则仅由玄武岩之类的火成岩构成。

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冈瓦纳超级大陆破裂分解后,碎片漂移四散。曾经生活在这片古老大陆上的许多古老植物在今天的澳大利亚多里戈(Dorrigo)森林仍然生机勃勃(Credit: Getty Images)图像来源,GETTY IMAGES

成为世界第八大洲的西兰洲仍有许多未解之谜。其不同寻常的起源特别让地质学家著迷,甚而有点困惑不已。例如,科学家目前还搞不懂地壳薄如西兰洲的大陆如何能维持整个陆块,而没有分裂成微小的陆地。

另一个谜团是西兰洲是在什么时候沉入水下,以及西兰洲实际上是否曾经是高于海平面的大片陆地。西兰洲现在高于海平面的部分是太平洋板块和澳大利亚板块相互挤压形成的山脊。塔洛克说,西兰洲是除几个小岛之外一直淹没在水下的陆地,还是曾经为完全干旱的陆地随后才被淹没,对此科学家看法相当分歧,没有定论。

随即是下一个问题,西兰洲大陆上曾经有哪些生命存在过。

冈瓦纳古大陆气候暖和,面积达1.101万平方公里,曾栖息着大量的动物和植物,其中有地球最早的四足陆地动物,后来又出现了大量地球生命史中最巨大的动物泰坦巨龙类物种。那么,西兰洲的岩石中是否嵌有这些古生物被保存下来的遗骸化石?

是否存在恐龙所引起的争论

陆地动物化石在南半球很罕见,但20世纪90年代在新西兰发现了一些化石,其中有一种巨大的长尾长颈恐龙(蜥脚类恐龙)的肋骨、还有一种喙状草食恐龙和一种甲龙化石。然后在2006年,在新西兰南岛以东约800公里的查塔姆群岛发现了一种大型食肉动物的脚骨,这可能是异特龙的化石。但问题在于,上述动物生存的年代都是在西兰洲从冈瓦纳古大陆分裂之后的时候。

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曾生活在马达加斯加的象鸟高达3公尺,虽然已绝种,但象鸟蛋蛋壳的碎片今天仍散落在马达加斯加的海滩上(Credit: Science Photo Library)图像来源,SCIENCE PHOTO LIBRARY

然而,这些化石的存在并不一定意味西兰洲大陆的大部分地区都曾经有恐龙生活过,西兰洲大部分陆地就如今天的现状,沉没在水下之时,发现化石的这些岛屿可能是恐龙的唯一栖息地。惠灵顿维多利亚大学(Victoria University of Wellington)的地球物理学和大地构造学教授鲁伯特·苏塞兰(Rupert Sutherland)说,“没有成片的陆地,是否有可能存在陆地动物,如果没有了成片的陆地,陆地动物是否会灭绝,对这个问题已争论了很长一段时间。”

西兰洲上述令人不解的故事因新西兰最古怪也最受喜爱的动物奇威鸟(kiwi)而变得更为神秘复杂。奇威鸟是一种矮短圆胖,羽毛如发须的鸟。奇怪的是,与奇威鸟血缘最近的物种不是同样不会飞翔,并同样生活在新西兰,直到500年才绝种的恐鸟(摩亚鸟),而是远在马达加斯加的森林,800年前灭绝,体型更大的象鸟。

这一发现让科学家相信,奇威鸟和象鸟的共同祖先是生活在冈瓦纳古大陆的某种鸟类,后在不同的地方各自演化。冈瓦纳古大陆的完全裂解过程经历了一亿三千万年,分裂的大陆碎片四散全球各地,形成了今天的南美洲、非洲、马达加斯加岛、南极洲、澳大利亚、阿拉伯半岛、印度次大陆和西兰洲。

这即说明,现在被淹没的西兰洲当时至少有一部分一直在海平面以上。科学家认为直到大约2500万年前,西兰洲大陆,甚至还可能包括整个新西兰,才全部没入水中。苏塞兰说,“人们认为新西兰土地上所有的植物和动物都是这之后才迁移而来。”那时西兰洲究竟发生过什么事?

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新西兰是西兰洲最高点,为板块运动撞击挤压而形成的山脊(Credit: BBC)

虽然不可能直接从西兰洲海底收集化石,但科学家们一直朝西兰洲地壳深处钻探采样。苏塞兰说,“实际上,最有帮助和最易辨别的化石是在非常浅的浅海中形成的。因为这些浅海留下了一项记录,有无数非常非常小,也非常易辨识的化石。”

2017年,一个团队对该地区进行了最为广泛的调查,在六个不同的地点从海底向下深钻超过1250公尺采样,其收集的岩芯中含有陆生植物的花粉,以及生活在温暖浅海中的孢子和生物体的外壳。

苏塞兰说,“如果你看到一片水,只有一片水,水深仅约10公尺之类,则大有机会的是,不远处就有陆地。”他解释说,浅海中有花粉和孢子也说明西兰洲可能不是一直淹没在水中。

地形的扭曲

西兰洲的形状也是一个让人百思不解的谜题。

苏塞兰说,“如果查看新西兰的地质图,会发现两宗引人注目的现象。”其一是阿尔卑斯断层(Alpine Fault),这是一个贯穿南岛,两个板块间的边界,非常显目,从太空上都能看到。

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卫星地图显示新西兰南岛的东海岸(Credit: NASA)图像来源,NASA

其次,新西兰,以及更大的西兰洲大陆,其地质构造呈现奇异的扭曲现象。新西兰及其所在的西兰洲大陆都被一条水平线分为两部分,这条水平线就是太平洋板块和澳大利亚板块的交界线。但奇怪的是,就在这分界处,看起来西兰洲大陆下半部分被某种力量所扭曲,因此之前连续延伸的岩石带不再呈线型走向,而且几乎扭曲成直角。

对此现象,简单的解释是,地壳板块移动导致原地质构造变形。但若进一步问,这到底是如何发生,是什么时候发生,则仍然没有令人满意的解答。

塔洛克说,“众说纷纭,各种解释,仍是一个相当大的未解难题。”

苏塞兰解释说,西兰洲大陆不可能很快揭晓其所有秘密。他说,“一切秘密都深入水下2公里,因此很难发现,并且你需要取样的地层也在海床下500公尺深。探索这样的水下大陆真的很有挑战性。所以,我们需要花费大量的时间、金钱和精力,要坐船出海,水下勘探。“

别的姑且不论,这个世界第八大洲肯定表明,在塔斯曼开启南大陆发现之旅近400年后,西兰洲新大陆仍然迷雾笼罩,还有很多秘密有待探索。

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