凯尔盖朗群为印度洋南部一群岛,法国海外领地,群岛属寒带苔原气候,是极地气候的一种形式,一月和二月是该岛最热的时期,气温也、低于10度,类似的气候包括阿留申群岛、冰岛、堪察加半岛北部等。岛上经常被积雪覆盖,西部有最大的冰川,面积403平方千米,不过几十年来,许多永久性冰川出现了融化的迹象,一些较小的冰川甚至完全消失了,40 年内库克冰盖面积减少了 20%,凯尔盖朗岛过去 60 年来发生的冰川融化是地球上最快的冰川损耗之一。
该岛是世界上最大的大洋群岛之一,由 1.1 亿至 4000 万年前的凯尔盖朗热点与中央海岭相互作用而形成,此后,中央海岭迁移到 1000 多公里以外,群岛的火山活动逐渐减少。尽管凯尔盖朗群岛近期没有活跃的构造活动,火山活动也处于静止状态,但在其附近还是观测到了几次不明起因的地震事件,群岛上唯一的永久性地震仪持续记录着地面的震动,其位置远离法兰西港,以免受到港口活动的过多干扰。这是方圆几千公里内唯一的一台仪器,也是唯一一台可以探测到里氏四级以下地震的仪器。随着人工智能的发展,科学家现在依托卷积神经网络辅助 P 和 S 波到达检测算法,发现凯尔盖朗主岛有大量的地震,这些地震在几个集中的地点呈现出群震的特征,而在其他地点,地震随着时间的推移显得更加稳定,而这些地震位置,在距离板块边界如此遥远的地方。
凯尔盖朗高原北部地震活动的起源仍然很大程度上未知,南极板块的地震活动通常较低,高活动点可能表明存在特定的底层构造结构,然而在凯尔盖朗群岛上看不到这样的构造特征。地震活动也可能发生在扩散板块边界区域,但没有证据表明凯尔盖朗存在这样的区域,大部分南极板内活动仅限于该大陆的沿海地区,根据地震站的数据,自1999年来,库克冰川西侧经常发生地震。然而,在群岛中部地震却鲜有发生。科学家为此有了一个大胆的假设,即地震是否与冰川消失有关,这种快速的冰消耗突然减少了先前由冰的重量施加的垂直应力,并导致岩石圈立即弹性反弹,与弯曲应力、地壳隆起、断层和地震活动相关。
尽管岛上的火山活动自 2.4 万年前最后一次喷发以来缓慢减少,但岩浆的压力可能引发了这些地壳裂缝,科学家的监测发现,群岛西部的地壳每年持续 "隆起 "几毫米,这至少可以部分解释为冰盖融化造成的地表弹性反弹。为了验证岩石圈被消失的冰层抬升的假设,法国极地研究所将在群岛的其他地方安装更多的地震仪。这种现象之前在冰岛已经被观察到,加压岩浆室上方的冰盖变浅会引发火山爆发。
另一个假设涉及残余火山热点活动,与凯尔盖朗热点相关的火山活动主要发生在1亿1700万年前,随着凯尔盖朗群岛向南漂移并逐渐脱离热点,喷发量逐渐减少,最近的火山活动在距凯尔盖朗群岛约 400 公里的赫德岛和麦克唐纳群岛被记录下来,对主岛东部进行的机载热勘测发现,在岛屿冰盖边缘附近存在喷气孔和热水泉的证据,表明存在深层地热,冰川融化也会影响浅层岩浆室的应力条件,从而改变其破坏条件,促进地下物质转移,从而引发地震群。
这项研究将对预测全球变暖背景下全球火山和地震活动的发展具有重大意义。