海岸线进化：通过时间的海平面的上升和下降

全球海平面的变化在整个地球地质历史中一直在进行，这是由冰盖的生长和衰变所驱动的。最后一次冰期最大化——冰盖达到最大程度——发生在早期人类社区发展的时期，通常集中在地中海盆地等沿海地区。意大利的里雅斯特国家海洋与应用地球物理研究所的Emanuele Lodolo博士利用地球物理数据和计算机模拟相结合的方法来了解海岸线演变，绘制古地理重建图。晚冰期后的最高海平面上升将导致大量人类离开消失的海岸线，他们的工作将支持未来的水下考古研究。

我们熟悉的陆地轮廓是由海洋界定的。海平面上升时，海洋深度的改变会导致岛屿被淹没，海平面下降时，海岸线会扩张。但是是什么导致了海平面的上升和下降呢?最终，我们的气候是这些变化背后的驱动力。水被锁在地球两极的冰中，但冰冻的数量并不总是相同的。

我们非常熟悉当前快速的气候变化及其对海洋的影响。人为温室气体增加导致的气温上升正在加速大陆冰盖和极地海冰的融化。全球海平面正以每年平均3毫米的速度上升。然而，由于冰芯和地质记录中记录的全球气候的长期变化，我们的海平面在数千年和数百万年里几乎一直在持续变化。

Emanuele Lodolo博士是意大利国家海洋和应用地球物理研究所的海洋地球物理学家。通过计算机建模和地球物理数据的结合，他和他的团队重建了数千年前的海岸线(古地理重建)。正如今天海平面的变化会影响人类沿海和岛屿的人口一样，古代海平面的变化也会影响早期人类文明。Lodolo博士特别关注地中海盆地的地质记录和考古痕迹。

水位迅速上升，每年内每年持续60毫米上升的脉冲将在几代内被注意到。

介绍了末次冰期的最大值
在地球的地质历史中，冰盖覆盖率从杆子永久地在极端或没有冰上变化，以在极端的“雪球”地球期间几乎完全覆盖在冰中。地球气候的一些变化是由奇异事件引起的，例如将重大的温室气体释放到大气中的主要火山岩爆发，或者小行星的影响导致全球冷却。然而，大部分地球的冰川和下划线发生在持续数千和数百万年的长期周期中，由地球轨道的形状和轴的倾斜驱动。

这些全球变暖和降温的循环导致水冻结和融化，改变了全球海平面和大陆海岸线的形状。地质学家可以通过研究不同海岸环境中形成的沉积物类型来确定海岸线环境的这些变化。例如，今天你可以在地图上研究海岸线，看到海滩、悬崖和河口，在那里陆地与海洋交汇。这些都受到潮汐的影响，可能一天被覆盖两次，这又在海滩和河口材料中留下了某些迹象。再往外看，在浅水区，我们可以看到沙子上的涟漪痕，随着海水变深，波基不再冲刷海底，这些涟漪痕最终会消失。随着海平面的上升和下降，地质学家可以通过沉积物和岩层来观察海岸线曾经的位置，并跟踪地球在冰期和间冰期之间移动时海平面的上升和下降。

最后一次盛冰期是冰盖达到最大程度的最近一次。大约33,000到20,000年前，北半球大部分地区被大冰原覆盖。如此多的水被锁在冰原中，全球海平面被认为比今天低125米左右，世界海岸线的形状看起来非常不同。在此期间，地中海盆地出现了旧石器时代的早期人类群落。随着这些巨大的冰盖融化，海平面随之上升，对这些沿海地区的人口产生了巨大的影响。

地球物理数据和计算机模型
了解早期文明是如何应对海平面显著上升的尤其具有挑战性，因为他们沿海定居点的考古遗迹现在已被深埋在水下。Lodolo博士正在使用多种技术来确定最后一次冰期之后海平面上升的确切时间，以帮助重建这些早期沿海社区的历史。该小组最近的工作特别关注了西北西西里海峡的海岸线演变。作为地中海盆地的一部分，它曾经是早期人类社区的理想地点。

绘制海岸线的变化图有助于考古研究我们的早期祖先如何应对极端的环境变化。

为了重建海岸线的演变，研究人员从一艘研究船上分析了西西里海峡现在水下沉积物的高分辨率地震剖面。这些沉积物在不同的水深下沉积了数千年，表明了一个清晰的地平线，标志着海平面相对于陆地开始上升的时间(海洋侵入)。这种表面可以通过浅海海浪对沉积物的影响来识别，也可以在高分辨率地震剖面(通过测量地震波在沉积物中传播时的反射而形成的沉积物或岩层的图像)中清晰地识别。研究团队将此与该地区详细的高分辨率水深制图结合起来，通过测量水体相对于表面的深度，绘制出水下海底地形的地形图。

洛多洛博士和他的同事们然后比较了末次冰川极大期之后的标记点与冰川均衡调整模型预测的古海岸线的位置。冰川均衡调整(GIA)模型描述了地球对大冰原融化的反应，包括地球物理变化和地球海洋的波动。当大陆冰盖融化时，由融水涌入造成的海平面上升并不是对地球的唯一影响。地球更坚硬的地壳位于外层地幔之上，外层地幔会在很长一段时间内发生变形。大量的冰从地壳中迅速消失，导致坚硬的地壳反弹，而下面较软的地幔在很长一段时间内发生变形。这些类型的长期变化被称为均衡调整，在评估海平面上升时必须考虑在内。

西西里海峡的海岸线演变
通过将地震分析和碱基测绘与GIA模型相结合，Lodolo博士和他的团队能够表明这两种技术很好地共同努力，以识别淹没海岸线和相对海平面变化的演变。地震型材在更广泛的建模区域中添加了进一步的细节，允许模型的外推甚至到没有可用地球物理数据的区域。

在末次盛冰期结束时，研究小组为西北西西里海峡确定了一条清晰的古海岸线。确定海平面上升之前海岸线的位置对未来的考古工作很重要，而现在在这一地区被淹没的群岛，比如冒险群岛(Adventure Archipelago)，对早期人类使用它们特别感兴趣。地中海是早期人类发展和一些早期文明的重要地点。沿海地区通常是丰富的食物来源，并且为这些早期文明提供了一个重要的路线，贸易和沟通东方和西方。在最后一次冰川期出现的旧石器时代社区是石器时代晚期的人，他们可能以狩猎采集者的方式生活。使用海洋采集技术，包括能够进行水下勘探的远程操作工具，将有可能识别这些早期定居者在这条现在已经淹没的海岸线上的踪迹。Lodolo博士和他的团队的工作将帮助指导这些水下考古调查，帮助扩大目前对早期地中海文明的知识，特别是研究当时的技术创新。

最后冰川最大值后海平面上升将对沿海社区产生重大影响。水位迅速上升，每年脉冲高达60毫米的脉冲意味着海平面上升将在世代内部出现，甚至是海岸线上的社区。随着人们被迫迁移，人类住区将很快被遗弃。这是对目前环境变革的有趣反映，其中数百万人目前居住在当前海平面上升预测下的沿海地区，也许推动现代迁徙。通过地质时间绘制海岸线的变化支持重要的考古研究，以如何应对这些极端的环境变化。