英国奥克尼群岛水下基岩海岸平台：揭示中-晚更新世海平面变化与海岸侵蚀的新证据

为解决西北欧地区海平面变化(RSL)重建中海洋记录匮乏的问题，研究人员通过高分辨率多波束测深技术，在苏格兰北部奥克尼群岛海域发现一系列水深-5至-95米的淹没基岩阶地。研究将其解释为多期海平面停滞事件形成的古海岸平台，为冰盖历史与均衡调整(GIA)模型提供了关键实证，填补了该区域第四纪海岸演化的认知空白。

　　

研究背景
全球海平面变化记录长期依赖陆域证据，而海洋环境中的直接指标极度稀缺。这一数据缺口导致对冰盖消长与地壳均衡响应(GIA)的模拟存在显著不确定性。西北欧作为末次冰盛期(LGM)冰盖覆盖的核心区，其海平面变化历史尤为复杂——既有全球性海水体积变化（barystatic sea-level），又叠加了冰川消融引发的地壳回弹（isostatic rebound）。奥克尼群岛地处英国苏格兰北部，作为冰盖边缘的关键过渡带，其海平面记录对理解区域冰-海-地相互作用具有独特价值。

英国地质调查局等机构的研究人员利用高分辨率多波束测深数据，首次系统刻画了奥克尼群岛周边水下基岩阶地的三维形态与空间分布。研究发现这些阶地实为古海岸平台（shore platform）遗迹，记录了至少5-7次显著海平面停滞事件，时间跨度可能涵盖整个末次冰期旋回（MIS 2-5）。该成果发表于《Marine Geology》，为西北欧海平面变化提供了首个系统的水下地貌证据链。

关键技术方法
研究整合了英国民用海道测量计划(UK-CHP)提供的5米分辨率多波束测深数据，覆盖面积达2700 km²
。通过GIS平台构建数字海底模型(DBM)，结合坡度、粗糙度等形态计量学分析，人工解译了12个阶地单元的上下边界（UB/LB）。利用EMODnet区域测深数据验证大尺度分布，并通过冰碛垄与古河道切割关系建立相对年代框架。

研究结果

1. 水下基岩阶地特征
   在-5至-95米水深识别出12个阶梯状分布的基岩平台（Terrace 2-13），平台宽度可达7公里，坡度0.1-1°，相邻平台间以3-15°的陡坡分隔。其中Terrace 6（-36至-39米）、Terrace 8（-46至-50米）和Terrace 13（-78至-83米）发育最为显著，平台表面可见基岩裂隙与半圆形湾口，形态与现代基岩海岸高度相似。

2. 阶地形成机制
   通过排除冰川侵蚀、现代水动力等假说，研究确立"古海岸平台"为最优解释模型。平台-陡坡组合反映海平面停滞期间波浪侵蚀作用：平台形成于平均海平面(MSL)附近，而陡坡代表后退的古海崖。估算平台宽度（最宽达2800米）显示每次停滞持续约1000-20000年，与中纬度地区观测值一致。

3. 相对年代与海平面意义
   冰碛垄覆盖Terrace 8及更深阶地的现象表明，这些平台形成于末次冰期（>30 ka BP）之前。而-24至-26米的Terrace 3等浅层阶地可能对应冰消期（16-11 ka BP）的低海平面。值得注意的是，阶地深度随纬度增加而加深（北部比南部深约10米），与GIA模型预测的冰后回弹空间差异吻合。

结论与意义
该研究揭示了奥克尼海域保存完好的多级古海岸平台序列，为西北欧海平面变化提供了首个系统的水下地貌档案。这些平台不仅证实了中-晚更新世多次海平面停滞事件的存在，其空间分布模式更揭示了冰川均衡调整的复杂空间异质性。尽管绝对年代尚待约束，该发现已为改进冰盖模型（如British-Irish Ice Sheet）与地壳流变学参数提供了关键地面实况数据。此外，宽达数公里的平台形态暗示某些停滞事件可能持续数千年，这对理解冰盖稳定性阈值与古海岸侵蚀动力学具有启示意义。未来通过整合海底沉积物定年与三维地震数据，有望进一步厘清这些地貌的精确形成时代。