新西兰近期完成对“新西兰地质时间尺度”的一次重要修订,这是该体系约20年来最全面的更新。该时间尺度用于为地球“深时”历史建立统一框架,通过岩石与化石记录对数百万年尺度的地质过程进行划分与对照。
地质时间尺度常被视为整理地球漫长历史的基础工具。美国作家Marcia Bjornerud曾将其称为“人类伟大的智力成就之一”。长期以来,新西兰地质学家与古生物学家维持本国独立的时间尺度体系,原因在于国际通行的时间尺度主要在欧洲和北美建立,部分界线在其他地区难以直接套用。即便在当下,深时边界的确定仍多依赖化石,而新西兰的化石记录与其现生动植物一样,具有较强的区域独特性。
据介绍,此次修订对时间尺度各划分的年代进行了更新,并减少了长期存在的定义模糊。研究人员表示,更清晰、精确的时间框架将有助于提升对新西兰地质资源禀赋与地质灾害的理解。

“深时”视角与地质过程的节奏
研究人员指出,深时尺度提供了一种超越短期政治与经济周期的观察方式。在气候变化、大规模灭绝、冰盖崩塌等可能对数百至数千年后人类产生影响的过程中,理解其演化需要跳出直接经验所能覆盖的时间范围;对自然灾害的认识同样如此。
以2022年1月洪加汤加—洪加哈帕伊火山的爆炸性喷发为例,喷发本身在观感上可能仅持续数分钟,但其背后涉及板块构造条件的形成、岩浆在深部生成并向上运移、地下岩浆房的演化以及最终释放熔岩等环节,相关过程可跨越数十万至数百万年。研究人员表示,地质时间尺度用于衡量这些过程的“节奏”,并要求尽可能精确。
研究案例:火山系统、俯冲带与长期构造作用
多项研究曾基于此前的新西兰地质时间尺度对关键事件的年代与速率进行约束,并给出与长期构造过程相关的发现。

2021年一项研究绘制了坎特伯雷地区广泛但多被掩埋的火山系统,描述了过去一亿年间在不同阶段喷发的185座火山。研究认为,这些火山活动的脉冲与重大构造事件相吻合,包括冈瓦纳超级大陆的解体及其后板块运动格局的变化。研究同时指出,新西兰火山活动反复受到深部、缓慢的板块构造过程影响,而当今地貌与海景在一定程度上掩盖了其动态的地质历史。
另一项近期研究聚焦北岛东部近海的希库兰吉俯冲带,探讨长期构造过程如何持续塑造现代地震灾害。研究人员通过模型分析认为,异常高的地下流体压力会显著影响地震行为,而这些压力主要由过去三百万年的构造挤压驱动,并非仅由沉积物堆积重量造成。研究据此指出,该区域地震活动与数百万年尺度的地质过程累积有关。
化石与古地理:从深时记录理解生态与景观演化
在生命演化层面,化石记录也为深时研究提供关键线索。化石记录的最新发现显示,三百万年前,现代帝企鹅的近亲曾生活在新西兰地区的亚热带气候中。研究人员认为,这一发现对“这些大型企鹅必然生活在南极寒冷海岸”的假设提出挑战,并提示除气候之外的因素可能在物种分布中发挥决定性作用。

此外,在几项独立研究及相关研究中,研究人员重建了新西兰所在、主要被淹没大陆在过去一亿年的地理历史,展示陆地块体移动、地形升降与海岸线变化如何塑造当今景观。研究人员表示,深时框架最终也有助于解释新西兰独特动植物的起源,并为资源利用与可持续管理、以及地质灾害认识与减灾提供基础支撑。
(本文内容据The Conversation相关文章整理)