MDPI Geosciences | 失落的欧洲：“水下之城”多格兰岛被淹没的秘密

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在全新世时期，北海南部的多格兰岛 (Doggerland) 还没有被海水淹没。多格兰岛是一片缓缓起伏、地势较低的地区，这里曾经连接着英国与欧洲大陆。20世纪初，人们在该区域海底发现了中石器时代的动物遗骸和狩猎文明，研究者认为此前该区域可能是人类的栖息地，这也引起了大批考古学家的兴趣。

图片来源：Wikipedia

多格兰岛为什么会被海水淹没呢？现有的研究认为，在全新世中期，由于地壳均衡回弹、沉积物的自密实作用和古潮汐范围的局部变化，该区域海平面会间歇性上升。但目前人们对于海平面上升的确切时间和范围，以及海平面上升对中石器时代群落结构的影响仍不清楚 [1]。而该期间的一个关键性事件，发生在距今约8.15千年前的挪威大西洋沿岸的“Storegga水下滑坡”，引发了海啸Storegga Tsunami [2-5]，一些研究者认为Storegga Tsunami与多格兰岛的最终沉没有关。

尽管相关的研究表明北海北部的Storegga海啸规模很大 [4,6,7]，但仍缺乏令人信服的物理证据表明海啸到达了北海南部 [3,8]。此外，即使海啸确实到达了北海南部，但其对该地区的实际影响仍然是一个值得争论的话题 [8]。

近期，来自英国圣安德鲁斯大学 (University of St Andrews) 地球与环境科学学院的Richard Bates博士及其团队在Geosciences期刊发表了题为“Multi-Proxy Characterisation of the Storegga Tsunami and Its Impact on the Early Holocene Landscapes of the Southern North Sea”的文章，试图揭示Storegga滑坡、Storegga海啸和Doggerland最终沉没之间的相关性。

图1. 北海Storegga水下滑坡事件相关的沉积位置和核心ELF001A采样点。

Richard Bates根据大地震勘测、测深和海平面数据，对东南多格兰群岛进行了地貌重建并绘制了古海岸地图 (图2)。其中灰色部分为现有海岸线，近海区域为重建的海岸线。由于ELF001A是与Storegga滑坡信号最相关的核心点, Richard Bates选取了该点的岩心沉积物作为主要研究材料。

图2. 上：英格兰东海岸外古地貌的地貌重建；下：2D地震线。

根据对ELF001A岩心取样，Richard Bates将其记为六个层序，由底部至顶部为1a-7到1a-1。值得注意的是1a-4出现了明显的接触边界，这说明在该地层发生了侵蚀事件。Richard Bates对ELF001A岩心进行了地球化学分析 (图3) (古磁性分析、化学分析、光释放 (OSL) 分析测年、放射性碳 (RC) 测年) 和古环境代理分析 (图4) (包括孔虫、成虫、花粉、硅藻、软体动物和古代沉积DNA测定等)，试图了解沉积物的组成、来源和迁移规律。基于岩石地层学、地球化学特征、化石以及古代沉积DNA (sedaDNA) 的证据，以及沉积物的沉积年龄，Richard Bates团队认为该沉积物符合海啸沉积物的特征，证实了Storegga滑坡后确实引发了海啸，并且海啸入侵了Doggerland。

图3. ELF001A的地球化学分析。(A) 有机化学特征。碳偏好指数 (CPI) 是海洋或陆地环境的指标；正构烷烃配给率 (Paq) 区分出生水生植物和淹没水生植物；天然烷烃比率 (NAR) 将天然石油来源的正构烷烃与其他来源 (例如高等植物) 区别开来。(B) 光释放发光 (OSL)。(C) 基于壳层 (Sr)、粘土 (Rb)、石英晶粒尺寸 (Quartz / Clay; Si / Rb) 和地面材料 (碎屑锆石, Zr) 的化学代理的化学地层学。(D) 古地磁剖面。

图4. ELF001A的古环境特征。

Richard Bates认为该地区的地貌特征导致海啸可能借助冰川、山谷等通道向内陆进行漏斗状入侵。这种入侵方式会造成沉积物分布不均匀，也说明在该区域中任何一个地方的沉积物性质都至关重要。得到的复原的古地貌及海啸运动轨迹模拟如下图所示。Richard Bates使用冰川等静压调整模型，海床制图和地理信息系统分析对该区域地层进行了详细的分析。结果表明，在许多地方都没有发现与ELF001A同样性质的沉积物，这说明海啸只是部分地侵入了Doggerland，在当时并没有使Doggerland完全被淹没。

图5. 英格兰东海岸外古地貌的地貌重建。上图：按照Hill等人的模型，进行海岸线重建并推断海啸的前进方向 [6]。下图：淹没前后从北方和南方的角度对该区域进行3D渲染 (箭头代表朝北的方向)。

Richard Bates的研究证据表明，Storegga滑坡后引发了海啸，Storegga海啸影响了该研究所覆盖的北海南部地区的海岸线。Richard Bates利用多种证据复原了当时的地貌特征，并且证实了在山谷冰川的沟道效应及树木的阻碍下，Doggerland并没有被完全淹没。然而，残存的陆地更加开放，更容易受到海洋的威胁。随着海平面的上升以及更广泛的海域侵蚀，最终残存的Doggerland低地被完全淹没。

参考文献

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1. Coles, B. Doggerland: A speculative survey. Proc. Prehist. Soc. 1998, 64, 45–81.

2. Weninger, B.; Schulting, R.; Bradtmöller, M.; Clare, L.; Collard, M.; Edinborough, K.; Hilpert, J.; Jöris, O.; Niekus, M.; Rohling, E.J.; et al. The catastrophic final flooding of Doggerland by the Storegga Slide tsunami. Doc. Praehist. 2008, 35, 1–24.

3. Waddington, C.; Wicks, K. Resilience or wipe out? Evaluating the convergent impacts of the 8.2 ka event and Storegga tsunami on the Mesolithic of northeast Britain. J. Archaeol. Sci. Rep. 2017, 14, 692–714.

4. Bondevik, S.; Svendsen, J.I.; Johnsen, G.; Mangerud, J.; Kaland, P.E. The Storegga tsunami along the Norwegian coast, its age and runup. Boreas 1997, 26, 29–53.

5. Fruergaard, M.; Piasecki, S.; Johannessen, P.; Noe-Nygaard, N.; Andersen, T.J.; Pejrup, M.; Nielsen, L. Tsunami propagation over a wide, shallow continental shelf caused by the Storegga slide, southeastern North Sea, Denmark. Geology 2015, 43, 1047–1050.

6. Hill, J.; Avdis, A.; Mouradian, S.; Collins, G.S.; Piggott, M. Was Doggerland catastrophically flooded by the Mesolithic Storegga tsunami? arXiv 2017, arXiv:1707.05593.

7. Bondevik, S.; Løvholt, F.; Harbitz, C.; Mangerud, J.; Dawson, A.; Svendsen, J.I. The Storegga Slide tsunami—Comparing field observations with numerical simulations. Mar. Pet. Geol. 2005, 22, 195–209.

8. Walker, J.; Gaffney, V.; Fitch, S.; Muru M.; Fraser, A.; Bates, M.; Bates, R. A Great Wave: The Storegga Tsunami and the end of Doggerland? Antiquity 2020, in press.

Geosciences (ISSN 2076-3263) 是MDPI组织出版的国际型开放获取期刊之一，期刊范围涵盖与地球与行星科学有关的所有方面，目前期刊已被ESCI、Scopus等数据库收录。Geosciences采取单盲同行评审，一审周期约为15.3天，文章从接收到发表上线仅需2.7天。

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原文出自Geosciences期刊

Gaffney, V.; Fitch, S.; Bates, M.; Ware, R.L.; Kinnaird, T.; Gearey, B.; Hill, T.; Telford, R.; Batt, C.; Stern, B.; et al. Multi-Proxy Characterisation of the Storegga Tsunami and Its Impact on the Early Holocene Landscapes of the Southern North Sea. Geosciences 2020, 10, 270.

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版权声明：

*本文作者：Annie Zhou

*本文内容由MDPI中国办公室编辑负责撰写，一切内容请以英文原版为准。如需转载，请邮件联系：[e-mail]

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