在智利中部使用海成阶地将全新世海平面记录中的构造与气候信号分离

为何古老海岸线对今天仍然重要

随着现代海平面逐步上升，沿海城市、湿地和基础设施面临的风险不断增加。为做好准备，科学家不仅需要了解海洋将如何上升，还要了解陆地本身如何上下移动。在许多海岸，缓慢的构造抬升或沉降会掩盖或夸大由气候引起的海平面变化。本研究在地震高发的智利中部海岸着手解决这一问题，利用古老的岩石切割海岸线将陆地运动的影响与海平面的涨落分离，从而为未来沿海危害提供更清晰的线索。

分级悬崖作为天然潮位计

圣地亚哥以南的智利海岸布满被称为海成阶地的岩质平台和悬崖。每一道阶地都是在海平面在某一高度停留时由波浪切凿形成的平坦台地，随后随着陆地上升被抬离波浪侵蚀带。作者利用高分辨率机载激光扫描，在500公里海岸线上绘制了100多道全新世（最近约1.2万年）阶地和200多道更早的晚更新世阶地。通过仔细识别旧海崖与其前期波切平台相交的“海岸线角”，他们将这些阶地视为记录昔日海位的天然潮位计。

解读陆地的缓慢上升

为了解每一道阶地的高程中有多少来自构造抬升而非海洋变化，研究团队将较嫩的全新世阶地与在约12.5万年前形成的上一个间冰期的老阶地进行了比较。他们发现沿海岸线，较新与较旧阶地的高程存在强烈且线性的相关性，并且从旧阶地推断的抬升速率与较新阶地的模式相一致。这种紧密关系表明，尽管发生过多次强震，海岸线在至少12.5万年间基本以近乎稳定的速率上升。这个发现使研究者能够将构造抬升视为一项长期背景趋势，从全新世阶地的高程中数学上予以扣除。

揭示昔日高海位并检验全球模型

一旦剔除构造分量，全新世阶地剩余的高程就反映了相对于今天海平面的实际高度。分析显示，在中全新世期间，智利这段海岸的海平面峰值约为比当前平均海平面高出3.2米。作者随后将这一估计与一组全球“冰川地壳调整”模型进行了比较，这些模型模拟了冰盖与地球软流圈如何在数千年尺度上相互作用以抬高或降低局部海平面。一个特定模型——具有相对较厚的外壳和稍低粘性地幔——预测的中全新世高位仅比基于阶地的估计高约0.3米。应用能够模拟波蚀和海岸抬升的地貌演化模型，当输入相同的海平面史和抬升速率时，团队也能够再现观察到的阶地高程模式。

稳定运动对未来海岸意味着什么

智利海岸以巨大地震著称，例如2010年马乌莱（Maule）8.8级地震，曾使某些海段瞬间抬升超过两米，而其他海段则下沉。然而，当作者比较以该次地震前后为基准的阶地高程时，推断的中全新世海平面基本没有变化。跨越许多地震周期和数百公里，岩质阶地记录平均掉短暂的升降，显露出稳定的长期抬升速率。这种稳定性表明，在未来几千年里，这一地区的垂直地表运动很可能与近期相似。

为变化的海岸线世界带来的教训

通过表明长期的陆地上升可以被清晰地与过去的海平面变化分离，本研究增强了对局部地质记录和全球海平面模型的信心。对于关心未来洪涝风险、沿海湿地健康和碳储存的规划者与科学家而言，信息是：必须考虑千年尺度上的抬升与沉降，特别是在构造活动活跃的边缘地带。与泥质沼泽或沙滩相比常被忽视的岩质海岸线在此展现为强有力的档案资料，有助于精炼未来相对海平面变化的投影，并改善我们对地球固体表面与海洋如何共同响应气候变化的理解。

引用: Melnick, D., Jara-Muñoz, J., Garrett, E. et al. Separating tectonic and climate signals in Holocene sea-level records using marine terraces in central Chile. Sci Rep 16, 9083 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43249-6

关键词: 海平面变化, 构造抬升, 海成阶地, 全新世高位期, 智利海岸